工艺开题报告（通用4篇）
当今市场变化迅速，企业必须不断应用创新技术以快速适应时时变化的市场环境。不断变化的环境归因于新一代的用户，他们可以在全球范围内购买产品。
变化迅速的市场环境不断淘汰以往的产品，大部分产品的性能很难跟上用户需求。在这种情况下，能够生产使顾客满意的低价位、高质量产品成了企业能否成功的关键所在。
面对如此紧迫的形势，企业为了在快速发展的全球市场中占有一席之地，必须采取相应的应对措施和手段:有的企业发展新方法、新技术，以期能够快速回应产品和市场趋势发展变化的需求;有的企业通过采用先进的生产制造方式(如精益生产、敏捷制造、大批量定制等)来缩短产品的开发周期，快速迎合用户和市场的需求;有的企业通过发展变型设计来快速推出不断变化的新产品，使企业获得更多的`经济竞争优势
产品结构、设计过程的重组，以大规模生产的成本实现了用户化产品的批量化生产及大规模生产条件下的个性化，允许企业通过改进产品的某些零件来快速形成新型产品。因此，对产品结构及加工过程进行重新设计，生产更多满足现代化生产需求的产品，成为各个企业面临的一个巨大挑战。
“产品工艺流程重组设计”是在进行产品功能分析的基础上，对产品原有的结构和性能进行深入了解，细致研究产品现今的缺陷和不足，并根据用户的具体设计要求，通过对已有的工艺流程进行重新设计，设计出质量好，使用寿命长的新产品，满足竞争激烈，日益变化的市场要求。
产品创新、重新改进和设计是企业赢得市场、获取利润、争取生存和发展空间的重要手段。
改进、重组设计后的机械产品主要具有以下几个特点:
(1)互换性强，便于维修。
重组设计后的产品是在原有产品的基础上进行改进而成的，在使用功能和结构并没有太多不同，但是质量大大提高了，所以通用性很强，这大大简化产品的维护和互换，可提高产品的维修速度，节约修理费用，提高效率。
(2)质量高、成本低，不会对小批量和大批量加工产生影响。
在重新改进和设计中，在原有设计方法的基础上进行改进，省去一般产品开发设计过程中的重新选材，重新设计及其设计理论论证，节省了大量时间，大大提高了产品生产效率，节省了生产成本，提高了企业对市场的反应能力，加强了企业的竞争能力。由于设计是在原有设计的基础上，对很多加工过程进行改进，但没有破环原有的生产模式，保留了可小批量和大批量生产的优点，有“取其精华，去其糟唾”的意思，这是重新改进和设计的一大优点。
(3)有利于企业采用先进技术改造旧产品，开发新产品。
随着竞争的日益加剧，企业需要不断增强对市场需求的快速应变能力，靠传统的设计与制造方法显然是困难的。利用重新改进和设计方法，可以不断地采用新技术，革新那些在结构上或技术上存在的缺陷，并在不改变主要功能的基础上制造出先进的产品，使产品不断保持竞争力，从而增强企业对市场变化的适应能力。
(4)有利于缩短产品的设计和制造周期。
通过对原有零件的分析，及其原有加工工艺的研究，提出改进方法，提高了原有产品的性能，大大提高了产品质量。通过改进设计，对产品某些工艺步骤进行改进，这并非脱离原有的设计，而是在原产品的基础上进行改进，缩短了产品的设计，减少了制造周期。
研究产品快速响应市场的设计和制造技术，对我国企业有着特殊的意义。
1毕业设计（论文）综述
1.1研究背景
PMN-PT它是一种新型驰豫型铁电体，由于具有优越的压电性备受关注。PMN-PT光电透明陶瓷属于钙钛矿型多晶结构，可以用ABO3表示:(1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3(PMN-PT)。其中A位为Pb元素，B位为Mg、Nb和Ti元素。为了达到最佳的透光效果和电光系数，某些元素如Ba或La被加入到PMN-PT中，部分取代A位的Pb元素。PMN-PT材料成分分布被分为3个主要区域：二次方区、存储区和线性区。光电材料的成分主要分布在二次方区域，且二次方区域的x取值为0.1～0.35。PMN—PT是具有各向同性的最小能量稳定结构和易被扭曲的电场。在外电场作用下，所有的畴都倾向于外电场排列，即发生极化，光就会产生双折射，从而表现出很强的电光效应。
没有外加电场作用下的晶体，正电荷和负电荷的重心是不重合的，呈现出了电偶极矩现象。晶体内部会自发极化。可以发生自发极化，且方向能够因外施电场方向的反向而反向的晶体，称为铁电晶体。、这种性质称之为铁电性。具有铁电性的晶体称为铁电体若晶体产生自发极化那么晶体两侧就会在自发极化所对应的方向上表现出不同的极性，两端分别附着一层束缚电荷，且电荷异号，从而产生电场，
但是电场在晶体内部的方向与极化的方向相反，称电场为退极化场，随之升高的还有静电能。当受到机械的约束时，将增加自发极化所产生的应变能，因此晶体的状态在极化均勻的情况下是不稳定存在的。在施加交变电场的情况下，铁电体的极化强度与场强有一定的关系，显示的曲线称电滞回线，如图1.1所示。
图1.1 铁电体的电滞回线
电滞回线的产生是由于铁电晶体中存在铁电畴。当给铁电体施加外电场的条件下，与电场方向相同的电畴会形成新的畴核，畴壁会相应的开始运动，使得电畴的体积会快速的增大，而与电场方向相反的电畴则会消失。矫顽电场的强度与温度以及频率都有很大的关系，通常随着温度的增加而下降，
随着频率的增加而增大。在早期，判断铁电体是否具有铁电性的依据是是否有电滞回线，但是现如今相对于铁电体来说，电滞回线己经不是判断铁电性的唯一依据了。因为测量方法并不能准确的判断出，电滞回线确实是由铁电性所引起的。
普通铁电体与豫铁电体存在着很大的区别区别。豫铁电体比较明显的特性主要是：（弥散相变，即顺电相与铁电相之间的转变是逐渐变化的，而不是突然从一个相转变为另一个相，这种相变可以由介电温谱观测到，介电峰如果不是很尖锐而是很圆滑，就说明相变是弥散的。频率色散，在介电温谱的测试中，随着频率的增加，介电峰和损耗峰从低温一侧略微向高温一侧移动，介电峰随频率的增加而降低，损耗峰随频率的增加而增加。PMN-PT的介电特性曲线如图1.2所示。
（a）介电常数-温度普线 （b）介电损耗-温度普线
图1.2弛豫铁电体PMN-PT和普通铁电体BaTiO3的介电特性曲线
1.2国内外相关研究情况
1824 年Brewster 观察到许多矿石具有热释电性。1880 年约·居里和皮·居里发现当对样品施加应力时出现电极化的现象。然而在早期发现的所有热释电体中是不存在铁电体的。在未经处理的铁电单晶中，电畴的极化方向是杂乱的，晶体的净极化为零，热释电响应和压电响应也十分微小，这就是铁电体很晚才被发现的主要原因。直到1920年， 法国人Valasek 发现了罗息盐（酒石酸钾钠）特异的介电性能，才掀开了铁电体的历史。铁电体早在20世纪40年代就引起物理学界和材料学界的关注，但由于大块铁电晶体材料不易薄膜化,与半导体和金属不相兼容,使其未能在材料和信息领域扮演重要色。随着薄膜制备技术的发展，克服了制备高质量铁电薄膜的技术障碍，特别是能在不同衬底材料上沉积高质量的外延或择优取向的薄膜，使铁电薄膜技术和半导体技术的兼容成为可能。由于人工铁电材料种类的不断扩大，特别是铁电薄膜制备技术和微电子集成技术的长足发展，以及光电子和传感器等相关技术的发展,也对铁电材料提出了小型化、集成化等更高的要求。正是在这样的研究背景下，传统的半导体材料和陶瓷材料结合而形成新的交叉学科—集成铁电学(Integrated Ferroelectrics)出现了，并由此使铁电材料及其热释电器件的研究和开发呈现2个特点:①是由体材料组成的器件向薄膜器件过渡；②是由分立器件向集成化器件发展。正是在这种集成化器件中铁电薄膜已经成为硅或砷化镓集成电路的重要组成部分。铁电薄膜材料还被广泛用于非易失性存储器、动感随机存储器、薄膜电容器、红外探测器、介电热辐射测量计、相存储器和光学传感器等等。复合成的集成器件或微小器件广泛地应用于军事、航空航天、原子核工业和其它辐射环境中使用的新一代计算机等很多领域。
在过去的时间里，铁电体的制备有很多的方法。其中应用最广泛的有射法、溶胶-凝胶法、激光分子束外延法、脉冲激光沉积法。从化学气相沉积法到磁控或射频溅射沉积法和溶胶-凝胶法都为制备性能卓越的铁电薄膜做了深入的探索。
目前国内主要研究单晶生长的一些科研单位，如中科院上海桂酸盐研究所、西安工业大学以及西安交通大学等，都已成功生长出高质量的类铁电单晶，并且生长单晶的方法也己研究的较为成熟，有很好的重复性以及稳定性。可以说已经与国际水平差不多，在某些特有方面甚至是已经超过了国际水平。在实际应用当中，生长出的晶体尺寸、数量和质量能够满足一些器件对材料的要求，为这类材料的商业化奠定了基础采用改进的方法，首个国内高质量的.单晶由中科院上海娃酸盐研究所成功地生长出来，单晶的尺寸达，晶片的尺寸可达，图为上海娃酸盐研究所生长出的单晶，以及场致应变曲线如图1.3。
图1.3场致应变曲线
20xx年以来，西安工业与西安交通大学合作共同研究PMN-PT单晶的生长及性能，将Bridgmab法进行了改进，成功的生长出MPB处的PMN-32PT单晶，没有明显的杂质，为纯的丐铁矿相结构，其尺寸达Φ40mm×130mm，得到的晶体有很好的均勾性和一致性，k33达90%，d33也非常高，取值范围为1600～2400pC/N，研究了在晶体生长过程中韩钛矿相结构的稳定性，以及对出现的堪祸渗漏问题进行了探讨，同时也发现铁电相的单斜相结构可以通过偏压作用诱导形成。
1.3论文研究的目的与意义
目前，钙钛矿结构的PMN-PT晶体的性能表征工作主要集中在介电，压电和热释放方面，而对于光学性能研究相对较少。但是该种具有氧八面体类型的材料具有极优异的电光效应，特别是准同型相界附近的电光系数普遍呈现极大值。据此，可能开发出高性能的电光材料，预期在激光，光纤通讯，光信号传导等光学额领域有潜在的应用前景。为有效的探索该类晶体的光学性能，我们将使用不同波长的光测其透过率和吸收率等光学性能，研究电畴与光学性能的联系，然后加大小不同的外加电场，观察电畴的变化，测量光学性能，再利用不同的温度退火，观察光学性能，最后总结电畴形态与光学性能之间的关系。
基于以上的原因，本课题对晶体微结构的成分分布和光学性能之间的关系进行研究。
2本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案
2.1论文研究的主要内容
本实验采用PMN-32PT铁电单晶，定向切割，把切割下来的晶体在常温下在热台偏光显微镜下观察它的电畴形态，以及各种不同波长光下的透过率和吸收率。给待测样品加外加电场的电压，观察它的电畴形态，测量他的透过率和吸收率。由于结构决定性能，所以通过对于不同结构的材料各种性能不同推断出结构与光学性能直接的联系从而得出结论。
(1) 在常温下，偏光显微镜下观察材料的电畴尺寸形态，不同波长光下测量待测晶体的透过率和吸收率。
(2) 给待测样品晶体加不同的外加电场，观察电畴以及光学性能。
(3) 给待测样品晶体加不同的温度退火，观察电畴以及光学性能。
(4) 通过不同状态下的光学性能的不同来讨论电畴与光学性能之间的联系。
(5)计算不同极化电场和热处理温度下材料的禁带宽度，分析外界条件对材料能级结构的影响。
2.2试验方案
本文对待测样品PMN-32PT二元晶体的微结构，晶体的光学性能等方面进行分析和表征。以下为试验方案流程：
先对样品进行切割，切割完成后对样品表面进行打磨和抛光，抛光完成后对样品进行清洗样品制备完成以后就可以进行实验部分。
将样品放在偏光显微镜下观察其微观结构，并记录照片信息。然后分别测量样品的在紫外可见光分光光度计及红外分光光度计下透过率和吸收率，并记录数据。进一步对样品施加不同的外加电场，再次测量晶体在红外和紫外可见下的透过率和吸收率。其次对样品在不同温度下退火，继续测量晶体在红外和紫外可见光下的透过率和吸收率。
对样品加不同的外加电场在偏光显微镜下观察其电畴形貌，然后再不同温度退火在偏光显微镜下观察其电畴形貌。
收集所有数据后，总结其结构和光学性能之间的关系。
3实验任务安排
第一学期14--15周查阅资料完成开题报告
17--18周开题答辩
第二学期 1--10周 完成实验室
11--15周整理实验数据
16--18周撰写论文，准备答辩
研究课题
年产3000吨磷酸三苯酯的工艺设计
研究意义及现状
塑料在建筑、交通、航空、电器、日用家具等领域中应用越开越广，但由于塑料的可燃性而造成的火灾事故也日益成为一个重大的问题，因而阻燃剂的研究与生产发展速度突飞猛进。有机磷系阻燃剂的阻燃性能优良，对环境较友好，在阻燃剂领域备受关注并极具发展前景，在我国具有较大的发展潜力和空间。但是由于有机磷系阻燃剂自身的一些缺陷，热：多为液体、挥发性大、发烟量大、热稳定性较差等，促使其应用受到了限制。因此，对有机磷系阻燃剂的`研究还有待继续加强。磷酸三苯酯是用途广泛，应用效果良好的阻燃剂之一，可作为纤维素树脂、乙烯基树脂、天然橡胶和合成橡胶的阻燃性增塑剂，其阻燃率高，阻燃产品具有良好的力学性能保持率、透明性、柔软性和韧性。随着我国对塑料应用领域的不断扩大和深入，磷酸三苯酯的需求量将会越来越大。因此，磷酸三苯酯的生产具有极其广阔的市场前景。
目前国内只有少量工业用磷酸三苯酯的生产、使用厂家，而且，在进出口贸易也很少。因此，磷酸三苯酯的市场完全需要开拓。
研究方案
本课题遵循的设计原则和指导思想：
(1)大力推进技术进步，积极采用新工艺、新技术，解决以往陈旧工艺的缺点和弊端。
(2) 设计中尽一切努力节能降耗，节约用水，提高水的重复利用率，减少一次水的用量。
(3) 设计中选用环保生产工艺路线，生产过程中尽量减少三废排放，同时三废治理要做到同时设计、同时施工、同时投产、并考虑环保的综合治理
生产方法
苯酚﹑氢氧化钠﹑三氯氧磷摩尔配比为0.90:0.99:0.33在二氯甲烷作为有机溶剂的有机相中进行酯化反应，生成磷酸三苯酯。采用间歇操作，反应方程式：
3c6h5oh + 3naoh +pocl3h2o +3nacl +po(c6h5o)3
预期目标
生产工艺具有反应温度低、反应速度快﹑合成工艺绿色环保﹑工艺简单﹑能耗低﹑产品收率高成本低廉且易工业化等优点，合成的磷酸三苯酯达到规格，收益良好。
进度安排
2.26~3.22：分析课题，收集相关资料，查阅中英文文献，确定初步的生产工艺，并完成开题报告;
3.23~4.23：由确定的生产工艺初步开始物料衡算，能量衡算，从而确定设备的的型号。最后进行投资估算。
4.24~5.25：撰写毕业设计论文，提交初稿，同时不断修改、完善论文;
5.25~5.30：准备ppt及毕业论文答辩。
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1关于国内外的屠宰场污水处理现状
1.1 关于国内的屠宰场污水处理现状
自从上世纪九十年代中期经国务院批准决定对上市的生猪实行“定点屠宰、集中检疫、统一纳税、分散经营”的管理办法实施以来，各地的生猪定点屠宰场（点）设定运行发展速度相当的迅速。然而，对于目前在设定屠宰场（点）的运行过程中，也确实存在很多绝对不容忽视的问题，包括表现最为突出并急需解决的问题就是污水处理设施还很简陋，条件非常差的问题。就目前所掌握并了解的问题是有相当一部分的屠宰场（点）将污水肆意的排往露天，靠蒸发与地下渗透处理等最为简陋的处理方式；还有的
直接排入下水道或附近河渠；还有的是集污水于小池，然后运往乡下的田地充当肥料。这些很不规范的处理方式都给环境造成了非常严重污染，亟待需要有一个规范的无害化处理工艺来解决。就目前来说最好的污水处理工艺就是配置现代化的污水处理设施，但是因其投资成本大、造价非常高，除了一些大中型屠宰厂、肉联厂可以采用实施外，一般较为小型的屠宰场，尤其是在乡（镇）建的屠宰场 ，因为这些企业的日屠宰量仅为几头或十几头，最多的也超不过百头，这也就造成了这些企业较难接受的现状。
1.2关于国外屠宰场污水处理现状
本文就发达国家中的德国的屠宰污水的处理境况进行陈述。在德国屠宰业所产生的污水量很大，污染程度也比较严重。从牲畜运输工具、屠宰场的清洗，到肉类的冲洗、降温和加工处理，还有工作人员的清洁卫生都需要用水。德国目前有大型屠宰企业300多家，每一屠宰企业日宰杀和加工量约20xx―5000个宰杀单位（每个宰杀单位相当于1头猪或1/4头牛）。据德国联邦统计局提供的数据，20xx年德国共宰杀牛385.1273万头、猪5484.7733万头、羊117.47万头、马9517匹。依据德国联邦环境局所做的概算，每宰杀和加工1头牛和1头猪所产生的污水分别为500―1000升和100―300升；1只鸡和鸭（宰杀重量1公斤）分别为5―10升和5―8升。污水处理流程大致为：将混有大颗粒或者固态物的污水送到过滤装置进行过滤，然后排入水池进行污泥沉淀，再进行脱（油）脂、浮选、中和、
消毒，进入循环用水系统的水必须是无毒、无菌的清洁水。污水净化过程中的沉淀物进行浓缩、厌氧消化、脱水、干化，或焚烧（焚烧时产生的热量被用来供暖或发电），或制成肥料用于农业生产，或制成建筑材料。
2 常见的屠宰场污水处理工艺
2.1 好氧活性污泥法
由大量繁殖的好氧微生物群落, 包括细菌、原生动物、藻类等，并吸附有有机物和无机物的絮状微粒组成。经预处理的污水与来自二沉池中返回的沉淀污泥一同进入曝气池，使用机械搅拌器或加压鼓风机对污水进行搅拌混合，使活性污泥中的微生物得到充足氧气，并在混合液中保持悬浮状态，与污水充分接触。使污水中有机物发生吸附、凝聚、氧化分解和沉淀，经过 4-8h 曝气处理后，混合液进入二沉池沉淀。上层液经氯制剂消毒后作为净化水排出；沉积污泥按 0.25-0.5的比例返回曝气池，剩余污泥可作肥料。据报道，在运行正常的活性污泥系统中，BOD5的去除率通常超过 90%。活性污泥法包括：推流式活性污泥法、完全混合活性污泥法、分段曝气活性污泥法、吸附-再生活性污泥法、延时曝气活性污泥法、深井曝气活性污泥法、纯氧曝气活性污泥法、氧化沟工艺活性污泥法、序批式活性污泥法。本课题决定使用序批式活性污泥法作为主要处理工艺之一现就其进行简要介绍。
序批式活性污泥法（SBR），是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。它的'主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。尤其适用于间歇排放和流量变化较大的场合。在大多数情况下（包括工业废水处理），无需设置调节池；SVI值较低，污泥易于沉淀，一般情况下，不产生污泥膨胀现象；通过对运行方式的调节，在单一的曝气池内能够进行脱氮和除磷反应；应用电动阀、液位计、自动计时器及可编程序控制器等自控仪表，可能使本工艺过程实现全部自动化，而由中心控制室控制；运行管理得当，处理水水质优于连续式；加深池深时，与同样的BOD-SS负荷的其它方式相比较，占地面积较小；耐冲击负荷，处理有毒或高浓度有机废水的能力强。国能应用实例，中国上海的吴淞肉联厂的SBR污水处理设施是我国第一座SBR处理设施[10]。
2.2 上流式厌氧污泥床工艺
典型的第二代高效厌氧消化工艺。其主体是一个装有厌氧污泥的容器，在反应器的上部安装一个气-液-固分离装置（俗称三相分离器），分离器的上部是反应区，下部是沉淀区，根据污泥性状的不同，反应区又分为上部的悬浮污泥床和下部的污泥层。污水从下部进入反应器，通过污泥床和悬浮污泥层向上流动，与
污泥充分接触，有机物分解产生沼气。大量的沼气上升时，将污泥托起，产生搅拌作用，气体从污泥床中突发性释放时，表面呈沸腾状态，沉淀性能较差的污泥颗粒或絮体，在气体的作用下形成悬浮污泥层。当消化液上升到分离器时，气体受折射板的折射作用折向气室而与消化液分离，其余的进入上部的沉淀区，受重力作用，泥水分离，上清液从沉淀区上部排出，污泥留在沉淀区下部，并通过斜壁返回反应器内。必须配套稳定塘处理技术。本课题决定使用该技术，其具有以下三个优点：：1.有机负荷高，处理效果好；2.污泥颗粒化后增强了反应器对不利条件的抗性；3.不需搅拌和回流污泥的设备，节省投资和能耗理，用好氧处理设备去除残余的含碳有机物和氮、磷等物质[10]。
2.3生物膜法
在相同运行条件下，生物膜系统处理效果是要优于活性污泥系统的，其CODcr，BOD5和油脂去除率分别可达97%，99%和82％，它的出水水质更可达到污水综合排放二级标准。同时在达到相同的污染物去除率时，生物膜系统的运行管理相对来说较为方便，并且活性污泥系统存在的一些问题也得到了克服，例如，污泥流失问题在该方法中是不会存在的，在达到脱氮效果的同时也不需要设置搅拌装置，污泥上浮现象也不存在。序批式生物膜法是生物膜法中的较为出色的代表，其具有良好的反硝化脱氮功能，水力条件好，抗冲击负荷强，生物浓度高，可适合世代时间较长的消化菌生长的多方优势。但序批式生物膜法对油脂、SS、色度的去除有限，故还需要设置除油脂池和滤柱等装置，造成建设成本提高[10]。
2.4其它的好氧处理法
在采用好氧生物法来处理有机污水时，需要为其提供足够的供氧量，但是对于传统的供氧方式来说，它根本不足以来满足较高浓度的有机污水对与氧气的需求。在上个世纪80年代的国外学者也就因此通过对深井曝气和生物接触氧化法各自的忧缺点的总结基础上，发明了压力生物接触氧化法。此法通过对反应器(压力生物器，配有空压机等压力装置)内的压力提高，来加快了氧的转移速率，达到满足较高浓度的有机污水对与氧气的需求的目的，所以这种方法很适合处理较高浓度有机污水（中浓度）。此法优点是具有很快地反应速度、设备和构筑物占地面积小、低廉的基建费用、简便的运行管理以及稳定的出水水质。例如：屠宰废水使用规模为25L的深井曝气设备进行处理时，最终的处理结果表明在最佳操作条件下曝气8h，CODcr,BOD5,悬浮物，动植物油平均去除率分别可达82％-83％，81.09％，85.2％，94.54％。而处理费用估算仅为0.15元/m3，可以说是相当低廉。较普通活性污泥法来说它的能耗也节约40％—50％，占地更是节省了50％，处理费用节省50％以上，是一种高效率、低能耗的处理状况较佳的处理方法。