報告是指向上級機關匯報本單位、本部門、本地區工作情況、做法、經驗以及問題的報告，怎樣寫報告才更能起到其作用呢？報告應該怎么制定呢？下面我給大家整理了一些優秀的報告范文，希望能夠幫助到大家，我們一起來看一看吧。

工藝美術開題報告 加工工藝開題報告篇一

自從上世紀九十年代中期經國務院批準決定對上市的生豬實行“定點屠宰、集中檢疫、統一納稅、分散經營”的管理辦法實施以來，各地的生豬定點屠宰場（點）設定運行發展速度相當的迅速。然而，對于目前在設定屠宰場（點）的運行過程中，也確實存在很多絕對不容忽視的問題，包括表現最為突出并急需解決的問題就是污水處理設施還很簡陋，條件非常差的問題。就目前所掌握并了解的問題是有相當一部分的屠宰場（點）將污水肆意的排往露天，靠蒸發與地下滲透處理等最為簡陋的處理方式；還有的

直接排入下水道或附近河渠；還有的是集污水于小池，然后運往鄉下的田地充當肥料。這些很不規范的處理方式都給環境造成了非常嚴重污染，亟待需要有一個規范的無害化處理工藝來解決。就目前來說最好的污水處理工藝就是配置現代化的污水處理設施，但是因其投資成本大、造價非常高，除了一些大中型屠宰廠、肉聯廠可以采用實施外，一般較為小型的屠宰場，尤其是在鄉（鎮）建的屠宰場 ，因為這些企業的日屠宰量僅為幾頭或十幾頭，最多的也超不過百頭，這也就造成了這些企業較難接受的現狀。

本文就發達國家中的德國的屠宰污水的處理境況進行陳述。在德國屠宰業所產生的污水量很大，污染程度也比較嚴重。從牲畜運輸工具、屠宰場的清洗，到肉類的沖洗、降溫和加工處理，還有工作人員的清潔衛生都需要用水。德國目前有大型屠宰企業300多家，每一屠宰企業日宰殺和加工量約20xx―5000個宰殺單位（每個宰殺單位相當于1頭豬或1/4頭牛）。據德國聯邦統計局提供的數據，20xx年德國共宰殺牛385.1273萬頭、豬5484.7733萬頭、羊117.47萬頭、馬9517匹。依據德國聯邦環境局所做的概算，每宰殺和加工1頭牛和1頭豬所產生的污水分別為500―1000升和100―300升；1只雞和鴨（宰殺重量1公斤）分別為5―10升和5―8升。污水處理流程大致為：將混有大顆粒或者固態物的污水送到過濾裝置進行過濾，然后排入水池進行污泥沉淀，再進行脫（油）脂、浮選、中和、

消毒，進入循環用水系統的水必須是無毒、無菌的清潔水。污水凈化過程中的`沉淀物進行濃縮、厭氧消化、脫水、干化，或焚燒（焚燒時產生的熱量被用來供暖或發電），或制成肥料用于農業生產，或制成建筑材料。

由大量繁殖的好氧微生物群落, 包括細菌、原生動物、藻類等，并吸附有有機物和無機物的絮狀微粒組成。經預處理的污水與來自二沉池中返回的沉淀污泥一同進入曝氣池，使用機械攪拌器或加壓鼓風機對污水進行攪拌混合，使活性污泥中的微生物得到充足氧氣，并在混合液中保持懸浮狀態，與污水充分接觸。使污水中有機物發生吸附、凝聚、氧化分解和沉淀，經過 4-8h 曝氣處理后，混合液進入二沉池沉淀。上層液經氯制劑消毒后作為凈化水排出；沉積污泥按 0.25-0.5的比例返回曝氣池，剩余污泥可作肥料。據報道，在運行正常的活性污泥系統中，bod5的去除率通常超過 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、分段曝氣活性污泥法、吸附-再生活性污泥法、延時曝氣活性污泥法、深井曝氣活性污泥法、純氧曝氣活性污泥法、氧化溝工藝活性污泥法、序批式活性污泥法。本課題決定使用序批式活性污泥法作為主要處理工藝之一現就其進行簡要介紹。

序批式活性污泥法（sbr），是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作，sbr技術的核心是sbr反應池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統。尤其適用于間歇排放和流量變化較大的場合。在大多數情況下（包括工業廢水處理），無需設置調節池；svi值較低，污泥易于沉淀，一般情況下，不產生污泥膨脹現象；通過對運行方式的調節，在單一的曝氣池內能夠進行脫氮和除磷反應；應用電動閥、液位計、自動計時器及可編程序控制器等自控儀表，可能使本工藝過程實現全部自動化，而由中心控制室控制；運行管理得當，處理水水質優于連續式；加深池深時，與同樣的bod-ss負荷的其它方式相比較，占地面積較小；耐沖擊負荷，處理有毒或高濃度有機廢水的能力強。國能應用實例，中國上海的吳淞肉聯廠的sbr污水處理設施是我國第一座sbr處理設施[10]。

典型的第二代高效厭氧消化工藝。其主體是一個裝有厭氧污泥的容器，在反應器的上部安裝一個氣-液-固分離裝置（俗稱三相分離器），分離器的上部是反應區，下部是沉淀區，根據污泥性狀的不同，反應區又分為上部的懸浮污泥床和下部的污泥層。污水從下部進入反應器，通過污泥床和懸浮污泥層向上流動，與

污泥充分接觸，有機物分解產生沼氣。大量的沼氣上升時，將污泥托起，產生攪拌作用，氣體從污泥床中突發性釋放時，表面呈沸騰狀態，沉淀性能較差的污泥顆粒或絮體，在氣體的作用下形成懸浮污泥層。當消化液上升到分離器時，氣體受折射板的折射作用折向氣室而與消化液分離，其余的進入上部的沉淀區，受重力作用，泥水分離，上清液從沉淀區上部排出，污泥留在沉淀區下部，并通過斜壁返回反應器內。必須配套穩定塘處理技術。本課題決定使用該技術，其具有以下三個優點：：1.有機負荷高，處理效果好；2.污泥顆粒化后增強了反應器對不利條件的抗性；3.不需攪拌和回流污泥的設備，節省投資和能耗理，用好氧處理設備去除殘余的含碳有機物和氮、磷等物質[10]。

在相同運行條件下，生物膜系統處理效果是要優于活性污泥系統的，其codcr，bod5和油脂去除率分別可達97%，99%和82％，它的出水水質更可達到污水綜合排放二級標準。同時在達到相同的污染物去除率時，生物膜系統的運行管理相對來說較為方便，并且活性污泥系統存在的一些問題也得到了克服，例如，污泥流失問題在該方法中是不會存在的，在達到脫氮效果的同時也不需要設置攪拌裝置，污泥上浮現象也不存在。序批式生物膜法是生物膜法中的較為出色的代表，其具有良好的反硝化脫氮功能，水力條件好，抗沖擊負荷強，生物濃度高，可適合世代時間較長的消化菌生長的多方優勢。但序批式生物膜法對油脂、ss、色度的去除有限，故還需要設置除油脂池和濾柱等裝置，造成建設成本提高[10]。

在采用好氧生物法來處理有機污水時，需要為其提供足夠的供氧量，但是對于傳統的供氧方式來說，它根本不足以來滿足較高濃度的有機污水對與氧氣的需求。在上個世紀80年代的國外學者也就因此通過對深井曝氣和生物接觸氧化法各自的憂缺點的總結基礎上，發明了壓力生物接觸氧化法。此法通過對反應器(壓力生物器，配有空壓機等壓力裝置)內的壓力提高，來加快了氧的轉移速率，達到滿足較高濃度的有機污水對與氧氣的需求的目的，所以這種方法很適合處理較高濃度有機污水（中濃度）。此法優點是具有很快地反應速度、設備和構筑物占地面積小、低廉的基建費用、簡便的運行管理以及穩定的出水水質。例如：屠宰廢水使用規模為25l的深井曝氣設備進行處理時，最終的處理結果表明在最佳操作條件下曝氣8h，codcr,bod5,懸浮物，動植物油平均去除率分別可達82％-83％，81.09％，85.2％，94.54％。而處理費用估算僅為0.15元／m3，可以說是相當低廉。較普通活性污泥法來說它的能耗也節約40％—50％，占地更是節省了50％，處理費用節省50％以上，是一種高效率、低能耗的處理狀況較佳的處理方法。

工藝美術開題報告 加工工藝開題報告篇二

減速器箱體的鑄造工藝設計

減速器是廣泛應用于國民經濟各個領域的機械傳動裝置，它能實現降低速度、提高扭矩的特點，產品服務領域涉及冶金、有色、煤炭、建材、船舶、水利、電力、工程機械及石化等行業。但目前減速器箱體鑄造箱體存在著氣孔、澆不足、隔冷等缺陷，而且工藝出品率不高，鑄件的合格率較低，因此必須通過改進減速器箱體的鑄造工藝過程來解決上述問題。

目前，減速器箱體鑄造工藝方法有很多，大體可分為三類，一是立做立澆工藝，二是平做平澆工藝，三是v法鑄造工藝。這些方法在一定程度上減少了減速器箱體的氣孔、澆不足和隔冷等缺陷，但從研究現狀上來看，并沒有取得理想的效果，由于減速器箱體的大小、澆注材料、澆注系統設計等差異，減速器箱體的氣孔、澆不足和隔冷等缺陷的減少程度大不一樣，從而對減速器箱體的力學性能影響較大，因此在現有的鑄造工藝基礎上，對現有鑄造工藝的改進來使得減速器箱體的鑄造缺陷降低到最低，提高鑄件的合格率。本課題針對常用汽車減速器，通過設計多種鑄造工藝方法，將工藝過程首先進行二維和三維建模，接著用procast模擬仿真軟件進行數值模擬，最后根據模擬結果，分析各種鑄造方法的優缺點，找到缺陷最少、用料最少、時間最省的鑄造工藝方法。

總體上來說，我國在鑄造領域的學術研究與發達國家相比，研究成果并不落后于發達國家，其中很多研究成果在世界相關領域也是出于領先水平，但很多研究成果僅局限于理論研究，很少轉化為現實的生產力。在國內，只有少數企業的鑄造技術能達到世界水平，行業整體的生產技術水平相對比較落后，鑄件內部存在鑄造缺陷，導致鑄件的.力學性能較差，鑄造材料以及能源消耗高，經濟效益差，勞動條件惡劣，污染嚴重。具體表現在：鑄造模樣仍然以手工或簡單機械進行模具加工，模樣鑄造精度較低；鑄造原輔材料生產供應的社會化、專業化、商品化差距大，在品種質量等方面遠不能滿足新工藝新技術發展的需要；鑄造合金材料的生產水平、質量低；生產管理落后，自動化程度低；工藝設計多憑個人經驗，計算機技術應用少；鑄造技術裝備等基礎條件差；生產過程手工操作比例高，現場工人技術素質低；先進的造型制芯工藝僅在少數大型汽車、內燃機集團鑄造廠應用，大多鑄造企業仍用震壓造型機甚至手工造型，制芯以桐油、合脂和粘土等粘結劑砂為主。

我國雖然已經建成了比較完整的鑄造行業標準體系，但很多企業仍出于被動執行標準的狀態，企業標準多低于gb（國標）和iso（國際標準），有的企業廢品率高達30%；質量和市場意識不強，僅少數專業化鑄造企業通過了iso9000認證。

總體上來看，發達國家具有先進的鑄造技術、良好的產品質量、較高的生產效率、較少的環境污染等特點，其原輔材料已經形成了商品化系列化供應體系，如在歐洲市場已經建立跨國服務系統。生產普遍實現機械化、自動化、智能化（計算機控制、機器人操作）。

鑄鐵熔煉使用大型、高效、除塵、微機測控、外熱送風無爐襯水冷連續作業沖天爐，普遍使用鑄造焦，沖天爐或電爐與沖天爐雙聯熔煉，采用氮氣連續脫硫或搖包脫硫使鐵液中硫含量達0.01%以下；在重要鑄件生產中，對材質要求高，采用熱分析技術及時準確控制c、si含量，用直讀光譜儀2-3分鐘分析出十幾個元素含量且精度高，c、s分析與調控可使超低碳不銹鋼的c、s含量得以準確控制，采用先進的無損檢測技術有效控制鑄件質量。

普遍采用液態金屬過濾技術，過濾器可適應高溫諸如鈷基、鎳基合金及不銹鋼液的過濾。采用熱風沖天爐、兩排大間距沖天爐和富氧送風，電爐采用爐料預熱、降低熔化溫度、提高爐子運轉率、減少爐蓋開啟時間，加強保溫和實行微機控制優化熔煉工藝。在球墨鑄鐵件生產中廣泛采用小冒口和無冒口鑄造。鑄鋼件采用保溫冒口、保溫補貼，工藝出品率由60%提高到80%。考慮人工成本高和生產條件差等因素而大量使用機器人。由于環保法制嚴格，鑄造廠都重視環保技術。

砂處理采用高效連續混砂機、人工智能型砂在線控制專家系統,制芯工藝普遍采用樹脂砂熱、溫芯盒法和冷芯盒法。鑄造生產全過程主動、從嚴執行技術標準，鑄件廢品率僅2%-5%；標準更新快（標齡4-5年）；普遍進行iso9000、iso14000等認證。重視開發使用互聯網技術，紛紛建立自己的主頁、站點。鑄造業的電子商務、遠程設計與制造、虛擬鑄造工廠等飛速發展。

本文以常用汽車減速器箱體為研究對象，在以下方面開展研究工作：

（1）根據汽車減速器箱體大小規格繪制二維和三維機械圖；

（2）根據汽車減速器箱體大小規格設計鑄造工藝圖；

（3）使用pro/e軟件繪制減速器箱體的鑄造工藝圖；

（4）采用procast鑄造仿真軟件對設計的鑄造工藝進行仿真模擬，分析仿 真結果，找到最優的減速器箱體鑄造工藝設計；

（1）鑄造工藝設計

參考常用汽車減速器箱體的規格尺寸，結合李弘英、趙成志主編的《鑄造工藝設計》，設計減速器箱體的鑄造工藝過程

（2）步驟

參考國內外對減速器箱體鑄造工藝的研究成果，結合本科階段所學的知識，對已有減速器箱體鑄造工藝進行大膽的改進，設計出幾種不同的設計方案，通過pro/e繪制三維鑄造工藝圖，并用procast鑄造仿真軟件進行仿真模擬，分析仿真結果，得到最優的減速器箱體鑄造設計方案。

（3）措施

查閱相關文獻和書籍，在現有減速器箱體鑄造工藝基礎上提出改進意見，設計改進的鑄造工藝；將設計好的鑄造工藝通過pro/e繪制工藝圖以及procast鑄造仿真軟件對鑄造工藝進行仿真模擬。

工藝美術開題報告 加工工藝開題報告篇三

年產3000噸磷酸三苯酯的工藝設計

塑料在建筑、交通、航空、電器、日用家具等領域中應用越開越廣，但由于塑料的可燃性而造成的火災事故也日益成為一個重大的問題，因而阻燃劑的研究與生產發展速度突飛猛進。有機磷系阻燃劑的阻燃性能優良，對環境較友好，在阻燃劑領域備受關注并極具發展前景，在我國具有較大的發展潛力和空間。但是由于有機磷系阻燃劑自身的一些缺陷，熱：多為液體、揮發性大、發煙量大、熱穩定性較差等，促使其應用受到了限制。因此，對有機磷系阻燃劑的研究還有待繼續加強。磷酸三苯酯是用途廣泛，應用效果良好的阻燃劑之一，可作為纖維素樹脂、乙烯基樹脂、天然橡膠和合成橡膠的.阻燃性增塑劑，其阻燃率高，阻燃產品具有良好的力學性能保持率、透明性、柔軟性和韌性。隨著我國對塑料應用領域的不斷擴大和深入，磷酸三苯酯的需求量將會越來越大。因此，磷酸三苯酯的生產具有極其廣闊的市場前景。

目前國內只有少量工業用磷酸三苯酯的生產、使用廠家，而且，在進出口貿易也很少。因此，磷酸三苯酯的市場完全需要開拓。

本課題遵循的設計原則和指導思想：

(1)大力推進技術進步，積極采用新工藝、新技術，解決以往陳舊工藝的缺點和弊端。

(2) 設計中盡一切努力節能降耗，節約用水，提高水的重復利用率，減少一次水的用量。

(3) 設計中選用環保生產工藝路線，生產過程中盡量減少三廢排放，同時三廢治理要做到同時設計、同時施工、同時投產、并考慮環保的綜合治理

苯酚﹑氫氧化鈉﹑三氯氧磷摩爾配比為0.90:0.99:0.33在二氯甲烷作為有機溶劑的有機相中進行酯化反應，生成磷酸三苯酯。采用間歇操作，反應方程式：

3c6h5oh + 3naoh +pocl3h2o +3nacl +po(c6h5o)3

生產工藝具有反應溫度低、反應速度快﹑合成工藝綠色環保﹑工藝簡單﹑能耗低﹑產品收率高成本低廉且易工業化等優點，合成的磷酸三苯酯達到規格，收益良好。

2.26~3.22：分析課題，收集相關資料，查閱中英文文獻，確定初步的生產工藝，并完成開題報告;

3.23~4.23：由確定的生產工藝初步開始物料衡算，能量衡算，從而確定設備的的型號。最后進行投資估算。

4.24~5.25：撰寫畢業設計論文，提交初稿，同時不斷修改、完善論文;

5.25~5.30：準備ppt及畢業論文答辯。

[1] 洪仲苓.化工有機深加工[m].北京：化學工業出版社，1997.

[2] 王靜康.化工設計[m] .第一版，北京：化學工業出版社，1995：228-230

[3] 汪鎮安.化工工藝設計手冊[m].北京：化學工業出版社，xx

[4] hg20519-92，化工工藝設計施工圖內容和深度統一規定[s] .

[5]宋啟煌主編. 精細化學工藝學. 第二版. 化學工業出版社，xx.

[6] 王延吉.化工產品手冊.第四版.有機化工原料.化學工業出版社.54.

[7] 刁玉瑋,王立業，喻建良編著.化工設備機械基礎.第六版.大連理工大學出版社,xx.

[8]婁愛娟等編著.化工設計. 第1版.華東理工大學出版社,xx.

工藝美術開題報告 加工工藝開題報告篇四

當今市場變化迅速，企業必須不斷應用創新技術以快速適應時時變化的市場環境。不斷變化的環境歸因于新一代的用戶，他們可以在全球范圍內購買產品。

變化迅速的市場環境不斷淘汰以往的產品，大部分產品的性能很難跟上用戶需求。在這種情況下，能夠生產使顧客滿意的低價位、高質量產品成了企業能否成功的關鍵所在。

面對如此緊迫的形勢，企業為了在快速發展的全球市場中占有一席之地，必須采取相應的應對措施和手段:有的企業發展新方法、新技術，以期能夠快速回應產品和市場趨勢發展變化的需求;有的企業通過采用先進的生產制造方式(如精益生產、敏捷制造、大批量定制等)來縮短產品的開發周期，快速迎合用戶和市場的需求;有的企業通過發展變型設計來快速推出不斷變化的新產品，使企業獲得更多的經濟競爭優勢

產品結構、設計過程的重組，以大規模生產的成本實現了用戶化產品的`批量化生產及大規模生產條件下的個性化，允許企業通過改進產品的某些零件來快速形成新型產品。因此，對產品結構及加工過程進行重新設計，生產更多滿足現代化生產需求的產品，成為各個企業面臨的一個巨大挑戰。

“產品工藝流程重組設計”是在進行產品功能分析的基礎上，對產品原有的結構和性能進行深入了解，細致研究產品現今的缺陷和不足，并根據用戶的具體設計要求，通過對已有的工藝流程進行重新設計，設計出質量好，使用壽命長的新產品，滿足競爭激烈，日益變化的市場要求。

產品創新、重新改進和設計是企業贏得市場、獲取利潤、爭取生存和發展空間的重要手段。

改進、重組設計后的機械產品主要具有以下幾個特點:

(1)互換性強，便于維修。

重組設計后的產品是在原有產品的基礎上進行改進而成的，在使用功能和結構并沒有太多不同，但是質量大大提高了，所以通用性很強，這大大簡化產品的維護和互換，可提高產品的維修速度，節約修理費用，提高效率。

(2)質量高、成本低，不會對小批量和大批量加工產生影響。

在重新改進和設計中，在原有設計方法的基礎上進行改進，省去一般產品開發設計過程中的重新選材，重新設計及其設計理論論證，節省了大量時間，大大提高了產品生產效率，節省了生產成本，提高了企業對市場的反應能力，加強了企業的競爭能力。由于設計是在原有設計的基礎上，對很多加工過程進行改進，但沒有破環原有的生產模式，保留了可小批量和大批量生產的優點，有“取其精華，去其糟唾”的意思，這是重新改進和設計的一大優點。

(3)有利于企業采用先進技術改造舊產品，開發新產品。

隨著競爭的日益加劇，企業需要不斷增強對市場需求的快速應變能力，靠傳統的設計與制造方法顯然是困難的。利用重新改進和設計方法，可以不斷地采用新技術，革新那些在結構上或技術上存在的缺陷，并在不改變主要功能的基礎上制造出先進的產品，使產品不斷保持競爭力，從而增強企業對市場變化的適應能力。

(4)有利于縮短產品的設計和制造周期。

通過對原有零件的分析，及其原有加工工藝的研究，提出改進方法，提高了原有產品的性能，大大提高了產品質量。通過改進設計，對產品某些工藝步驟進行改進，這并非脫離原有的設計，而是在原產品的基礎上進行改進，縮短了產品的設計，減少了制造周期。

研究產品快速響應市場的設計和制造技術，對我國企業有著特殊的意義。

工藝美術開題報告 加工工藝開題報告篇五

ht250中坐鑄件砂型鑄造工藝設計

本課題主要的任務是結合工藝設計和數值模擬來對ht250中坐鑄件的工藝方案設計。由于以前都采取傳統的理論方式進行澆注系統的計算或者不進行計算而完全靠經驗進行設計，往往出現了理論計算同生產情況相差較大的情況，這樣導致工藝更改頻繁，延長了產品的開發周期。

本課題通過改變其澆注溫度的高低和澆注速度的快慢，來觀察對其內部的縮松縮孔的影響。從而為改進工藝方案提供意見。使鑄件成品率能得以提高。

采用了不同澆注溫度和不同的澆注時間對比，分析討論了其對充型過程和縮孔縮松的影響。結合工藝設計，鑄造過程數值模擬和實際的試驗結果來完成產品的開發，從而建立一種新的開發產品的過程和方法。以便更好地對鑄型結構及其配方進行設計，改進和提高，以適應時代的要求。鑄造工藝cad的發展和應用對鑄造生產具有重大的意義和價值。但必須清楚地認識到鑄造工藝cad不是目的，而是手段。應用和加速發展鑄造工藝cad是為了鑄造工藝的最優化設計、提高設計的質量和科學性、縮短設計的周期、保證鑄件質量和提高經濟效益。所以，從應用的角度上講，各種數值模擬最終要服務于鑄造工藝的優化設計。

本課題主要的任務是結合工藝設計和數值模擬來對ht250中坐鑄件的工藝方案設計。由于以前都采取傳統的理論方式進行澆注系統的計算或者不進行計算而完全靠經驗進行設計，往往出現了理論計算同生產情況相差較大的情況，這樣導致工藝更改頻繁，延長了產品的開發周期。

本課題通過改變其澆注溫度的高低和澆注速度的快慢，來觀察對其內部的縮松縮孔的影響。從而為改進工藝方案提供意見。使鑄件成品率能得以提高。

采用了不同澆注溫度和不同的澆注時間對比，分析討論了其對充型過程和縮孔縮松的影響。結合工藝設計，鑄造過程數值模擬和實際的試驗結果來完成產品的開發，從而建立一種新的開發產品的過程和方法。以便更好地對鑄型結構及其配方進行設計，改進和提高，以適應時代的要求。鑄造工藝cad的發展和應用對鑄造生產具有重大的意義和價值。但必須清楚地認識到鑄造工藝cad不是目的，而是手段。應用和加速發展鑄造工藝cad是為了鑄造工藝的最優化設計、提高設計的質量和科學性、縮短設計的周期、保證鑄件質量和提高經濟效益。所以，從應用的角度上講，各種數值模擬最終要服務于鑄造工藝的優化設計。

本課題通過改變其澆注溫度的高低和澆注速度的快慢，來觀察對其內部的縮松縮孔的影響。從而為改進工藝方案提供意見。使鑄件成品率能得以提高。

鑄件充型凝固過程數值模擬是鑄造工藝設計技術實施過程中的重要環節，屬于鑄造工藝設計的cae。鑄件充型凝固過程數值模擬及缺陷預報技術可在計算機屏幕上展示鑄件充型凝固過程中液態金屬自由表面、速度場和溫度場的變化，結合判據函數預報常見鑄造缺陷。在工藝實施前對鑄件形成過程進行數值模擬試驗，可優化或驗證所采用的鑄造工藝參數。在鑄件產品開發上，數值模擬技術可縮短工藝設計和產品試制周期，顯著降低能耗和材料消耗。深入開展該領域的研究、開發和應用，對改變我國鑄造業落后面貌，推動鑄造生產現代化，增強中國鑄件產品在世界市場的競爭能力，具有十分重要的意義。

鑄造是機械裝備中不可缺少的廣泛應用零部件的加工手段，鑄造行業在我國有著數千年的歷史，在應用技術與發達國家相比是比較落后的。生產形狀復雜、型腔內具有復雜結構的零部件，目前我國已經具有年產上億噸的生產能力，但是，高能耗、高污染、高廢品率、勞動密集使鑄造業的發展受到嚴重制約，尤其是鑄造行業對環境的污染使國外紛紛把鑄件的生產向中國轉移。但高精密、高附加值、高技術含量的鑄件，國外卻沒有向中國提供技術。液壓泵體、閥體鑄件是鑄件中的高端產品，精度高、型腔結構復雜、耐滲壓性能要求高，因此精密液壓鑄件一直是鑄造領域試圖攻破的難題。我國鑄造行業技術落后問題十分嚴重，高污染、高勞動強度、高浪費、高成本。煙氣排放污染物含量難以達標，造成大氣污染，破壞生態環境，成為我國當前鑄造行業能源利用和技術改造方面的一系列問題。

隨著我國鑄造行業的快速發展，鑄造行業的對環境的污染已經非常嚴重，鑄造用砂含有大量的硫、磷、汞等大量危害生命的化學元素。城市中鑄造企業將鑄造用砂排放到江、河、湖、海中，農村中的鑄造企業將鑄造用砂排放到枯井、田間地頭、河邊，致使周圍的居民不能飲用地下水，同時周圍的農作物不能良好生長，以致于枯死；而人類吃了這樣的糧食，飲用周圍的地下水，有毒物質會在體內留存，患各種各樣的不治之癥。而鑄造中尤其是沖天爐在冶煉過程中產生含有大量的硫、磷等有毒濃煙和粉塵，直接排放到大氣層中，造成嚴重的空氣污染。而鑄造工人是受污染最嚴重的群體，據統計，鑄造工人年齡平均年齡不會超過50歲，而這個群體中，大部分人都會得肺氣腫、矽肺病、肺癌、肝癌等不治之癥。

鑄造行業對能源的消耗也是居工業之首。鑄造采用的大量煤粉沙都是直接從自然界獲取的，鑄造所用模型每年都會采用大量的木材，據統計，平均每噸鑄件需用河砂5-6噸砂，600公斤硼潤土，240公斤煤粉，其中30%排掉，其余經過水洗才能回用。按我國年產1500萬噸鑄造件，需要采掘河砂7500-9000萬噸河砂，900萬噸硼潤土，360萬噸煤粉，而每年向自然界中排放的煤粉渣就達3078萬噸，廢渣排放之處不能生長任何植物。如此大量的廢渣排放，長此以往，給人類會帶來災難性的污染。面對這種狀況，我們必須盡快改變落后的生產技術和工藝，采用高新技術及工藝，節約資源、提高生產效率，使鑄件成本大幅度降下來，在鑄造行業資金能源利用上采用高新技術，最大限度的挖潛和減少浪費，這對企業和國家的資金積累，對社會經濟各方面可持續發展是一個非常重要的課題，這是我們開發高新技術的新型鑄造技術的宗旨。

a、國外發展的現狀：國外鑄造工藝cad/cae方面的研究已達到了相當的水平，并已逐步進入實用化階段。這主要反映在以下3個方面。(1)前期：根據實際物體的結構和形狀建立實體模型，并自動剖分為多面體單元。一般來講，對于形狀簡單的鑄件，通常采用二維的方法近似地進行數值模擬就可得到較為精確的結果。而對于結構復雜的鑄件，則需三維模擬計算才能滿足精度的要求。（2）中期：通過數值模擬計算法對熱平衡方程進行解析和縮孔縮松的預測判斷，同時也可通過求解navier-stokes方程來模擬充型過程等。 (3）后期：將計算的結果經分析后通過彩色圖形或圖象等方式動態地表示出來。如用二維方式顯示鑄件某一斷面或某點的溫度-時間動態曲線圖(圖3所示)，用三維方式顯示鑄件的`溫度變化、縮孔縮松的形成、或是反映鑄件的應力場分布等。

b、國內發展的現狀：目前以可對鑄件凝固過程進行二維和三維溫度場的分析，預測鑄鋼件的縮孔縮松，并開始用于生產，流動場和應力場的的模擬分析也取得進展。經過30多年的不斷發展，鑄造模擬在工程應用已是一項十分成熟的技術，已有很多商品軟件，并已在生產中取得顯著的經濟及社會效益。目前，模擬仿真技術已能用在壓力鑄造、熔模鑄造等精確成型制造工藝，而焊接過程的模擬仿真研究也取得可喜的進展。

隨著鑄造工業的快速發展，人口的增長，節約能源，能源的合理充分利用是關系到人類社會可持續發展至關重要的問題。眾所周知，能源資源是有限的，能源利用的浪費就意味著加速能源資源的枯竭，人類生存就會提前面臨危機的到來，那將是可怕的災難，對人類生存的嚴重威脅。因此，節省有限的能源，合理充分的利用現有的能源資源是一件非常重要的社會問題，必須引起人們的高度重視，并應千方百計的在所有領域中采取一切措施進行節能。我國鑄造行業近二十年來所用資源的開采和利用得以飛速發展，我國資源雖然比較豐富，但畢竟有限，因此，在利用方面必須物盡其用，不能浪費，可是在鑄造行業能源材料方面存在著巨大的浪費。造成浪費的潛在原因有兩方面：第一，由于我們技術和工藝上的落后，致使鑄件在生產過程中，高能、高耗、污染排放、生產效率低下，沒有充分利用資源，節約資源。第二，還未能解決鑄件產品傳統工藝，硼潤土、硅砂、海石砂改為覆膜砂的課題，造成整個資源浪費的現實問題，解決資源消耗，環境污染，提高生產效率，已成為國民經濟的迫切需要。高值能源消耗和污染環境，破壞大自然，已直接威脅著企業的經濟效益和生存發展。鑄造行業的另一個問題是沖天爐處理技術，次技術嚴重造成了空氣污染，破壞生態環境。由于沖天爐處理燃燒技術粗糙落后，使煤焦燃燒不充分，燃燒爐中的許多有害物質，給周圍環境造成了極大危害。為了保護我們的生存環境，必須減少空氣污染以及有害物質的排放，進一步解決鑄造技術及工藝的這一重要課題。

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[10]杜新宇 任義磊 《新技術新工藝》20xx

工藝美術開題報告 加工工藝開題報告篇六

pmn-pt它是一種新型馳豫型鐵電體，由于具有優越的壓電性備受關注。pmn-pt光電透明陶瓷屬于鈣鈦礦型多晶結構，可以用abo3表示:(1-x)pb(mg1/3nb2/3)o3-xpbtio3(pmn-pt)。其中a位為pb元素，b位為mg、nb和ti元素。為了達到最佳的透光效果和電光系數，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材料成分分布被分為3個主要區域：二次方區、存儲區和線性區。光電材料的成分主要分布在二次方區域，且二次方區域的x取值為0.1～0.35。pmn—pt是具有各向同性的最小能量穩定結構和易被扭曲的電場。在外電場作用下，所有的疇都傾向于外電場排列，即發生極化，光就會產生雙折射，從而表現出很強的電光效應。

沒有外加電場作用下的晶體，正電荷和負電荷的重心是不重合的，呈現出了電偶極矩現象。晶體內部會自發極化。可以發生自發極化，且方向能夠因外施電場方向的反向而反向的晶體，稱為鐵電晶體。、這種性質稱之為鐵電性。具有鐵電性的晶體稱為鐵電體若晶體產生自發極化那么晶體兩側就會在自發極化所對應的方向上表現出不同的極性，兩端分別附著一層束縛電荷，且電荷異號，從而產生電場，

但是電場在晶體內部的方向與極化的方向相反，稱電場為退極化場，隨之升高的還有靜電能。當受到機械的約束時，將增加自發極化所產生的應變能，因此晶體的狀態在極化均勻的情況下是不穩定存在的。在施加交變電場的情況下，鐵電體的極化強度與場強有一定的關系，顯示的曲線稱電滯回線，如圖1.1所示。

圖1.1 鐵電體的電滯回線

電滯回線的產生是由于鐵電晶體中存在鐵電疇。當給鐵電體施加外電場的條件下，與電場方向相同的電疇會形成新的疇核，疇壁會相應的開始運動，使得電疇的體積會快速的增大，而與電場方向相反的電疇則會消失。矯頑電場的強度與溫度以及頻率都有很大的關系，通常隨著溫度的增加而下降，

隨著頻率的增加而增大。在早期，判斷鐵電體是否具有鐵電性的依據是是否有電滯回線，但是現如今相對于鐵電體來說，電滯回線己經不是判斷鐵電性的唯一依據了。因為測量方法并不能準確的判斷出，電滯回線確實是由鐵電性所引起的。

普通鐵電體與豫鐵電體存在著很大的區別區別。豫鐵電體比較明顯的特性主要是：（彌散相變，即順電相與鐵電相之間的轉變是逐漸變化的，而不是突然從一個相轉變為另一個相，這種相變可以由介電溫譜觀測到，介電峰如果不是很尖銳而是很圓滑，就說明相變是彌散的。頻率色散，在介電溫譜的測試中，隨著頻率的增加，介電峰和損耗峰從低溫一側略微向高溫一側移動，介電峰隨頻率的增加而降低，損耗峰隨頻率的增加而增加。pmn-pt的介電特性曲線如圖1.2所示。

（a）介電常數-溫度普線 （b）介電損耗-溫度普線

圖1.2弛豫鐵電體pmn-pt和普通鐵電體batio3的介電特性曲線

1824 年brewster 觀察到許多礦石具有熱釋電性。1880 年約·居里和皮·居里發現當對樣品施加應力時出現電極化的現象。然而在早期發現的所有熱釋電體中是不存在鐵電體的。在未經處理的鐵電單晶中，電疇的極化方向是雜亂的，晶體的凈極化為零，熱釋電響應和壓電響應也十分微小，這就是鐵電體很晚才被發現的主要原因。直到1920年， 法國人valasek 發現了羅息鹽（酒石酸鉀鈉）特異的介電性能，才掀開了鐵電體的歷史。鐵電體早在20世紀40年代就引起物理學界和材料學界的關注，但由于大塊鐵電晶體材料不易薄膜化,與半導體和金屬不相兼容,使其未能在材料和信息領域扮演重要色。隨著薄膜制備技術的發展，克服了制備高質量鐵電薄膜的技術障礙，特別是能在不同襯底材料上沉積高質量的外延或擇優取向的薄膜，使鐵電薄膜技術和半導體技術的兼容成為可能。由于人工鐵電材料種類的不斷擴大，特別是鐵電薄膜制備技術和微電子集成技術的長足發展，以及光電子和傳感器等相關技術的發展,也對鐵電材料提出了小型化、集成化等更高的要求。正是在這樣的研究背景下，傳統的半導體材料和陶瓷材料結合而形成新的交叉學科—集成鐵電學(integrated ferroelectrics)出現了，并由此使鐵電材料及其熱釋電器件的研究和開發呈現2個特點:①是由體材料組成的器件向薄膜器件過渡；②是由分立器件向集成化器件發展。正是在這種集成化器件中鐵電薄膜已經成為硅或砷化鎵集成電路的重要組成部分。鐵電薄膜材料還被廣泛用于非易失性存儲器、動感隨機存儲器、薄膜電容器、紅外探測器、介電熱輻射測量計、相存儲器和光學傳感器等等。復合成的集成器件或微小器件廣泛地應用于軍事、航空航天、原子核工業和其它輻射環境中使用的新一代計算機等很多領域。

在過去的時間里，鐵電體的制備有很多的方法。其中應用最廣泛的有射法、溶膠-凝膠法、激光分子束外延法、脈沖激光沉積法。從化學氣相沉積法到磁控或射頻濺射沉積法和溶膠-凝膠法都為制備性能卓越的'鐵電薄膜做了深入的探索。

目前國內主要研究單晶生長的一些科研單位，如中科院上海桂酸鹽研究所、西安工業大學以及西安交通大學等，都已成功生長出高質量的類鐵電單晶，并且生長單晶的方法也己研究的較為成熟，有很好的重復性以及穩定性。可以說已經與國際水平差不多，在某些特有方面甚至是已經超過了國際水平。在實際應用當中，生長出的晶體尺寸、數量和質量能夠滿足一些器件對材料的要求，為這類材料的商業化奠定了基礎采用改進的方法，首個國內高質量的單晶由中科院上海娃酸鹽研究所成功地生長出來，單晶的尺寸達，晶片的尺寸可達，圖為上海娃酸鹽研究所生長出的單晶，以及場致應變曲線如圖1.3。

圖1.3場致應變曲線

20xx年以來，西安工業與西安交通大學合作共同研究pmn-pt單晶的生長及性能，將bridgmab法進行了改進，成功的生長出mpb處的pmn-32pt單晶，沒有明顯的雜質，為純的丐鐵礦相結構，其尺寸達φ40mm×130mm，得到的晶體有很好的均勾性和一致性，k33達90%，d33也非常高，取值范圍為1600～2400pc/n，研究了在晶體生長過程中韓鈦礦相結構的穩定性，以及對出現的堪禍滲漏問題進行了探討，同時也發現鐵電相的單斜相結構可以通過偏壓作用誘導形成。

目前，鈣鈦礦結構的pmn-pt晶體的性能表征工作主要集中在介電，壓電和熱釋放方面，而對于光學性能研究相對較少。但是該種具有氧八面體類型的材料具有極優異的電光效應，特別是準同型相界附近的電光系數普遍呈現極大值。據此，可能開發出高性能的電光材料，預期在激光，光纖通訊，光信號傳導等光學額領域有潛在的應用前景。為有效的探索該類晶體的光學性能，我們將使用不同波長的光測其透過率和吸收率等光學性能，研究電疇與光學性能的聯系，然后加大小不同的外加電場，觀察電疇的變化，測量光學性能，再利用不同的溫度退火，觀察光學性能，最后總結電疇形態與光學性能之間的關系。

基于以上的原因，本課題對晶體微結構的成分分布和光學性能之間的關系進行研究。

本實驗采用pmn-32pt鐵電單晶，定向切割，把切割下來的晶體在常溫下在熱臺偏光顯微鏡下觀察它的電疇形態，以及各種不同波長光下的透過率和吸收率。給待測樣品加外加電場的電壓，觀察它的電疇形態，測量他的透過率和吸收率。由于結構決定性能，所以通過對于不同結構的材料各種性能不同推斷出結構與光學性能直接的聯系從而得出結論。

(1) 在常溫下，偏光顯微鏡下觀察材料的電疇尺寸形態，不同波長光下測量待測晶體的透過率和吸收率。

(2) 給待測樣品晶體加不同的外加電場，觀察電疇以及光學性能。

(3) 給待測樣品晶體加不同的溫度退火，觀察電疇以及光學性能。

(4) 通過不同狀態下的光學性能的不同來討論電疇與光學性能之間的聯系。

(5)計算不同極化電場和熱處理溫度下材料的禁帶寬度，分析外界條件對材料能級結構的影響。

本文對待測樣品pmn-32pt二元晶體的微結構，晶體的光學性能等方面進行分析和表征。以下為試驗方案流程：

先對樣品進行切割，切割完成后對樣品表面進行打磨和拋光，拋光完成后對樣品進行清洗樣品制備完成以后就可以進行實驗部分。

將樣品放在偏光顯微鏡下觀察其微觀結構，并記錄照片信息。然后分別測量樣品的在紫外可見光分光光度計及紅外分光光度計下透過率和吸收率，并記錄數據。進一步對樣品施加不同的外加電場，再次測量晶體在紅外和紫外可見下的透過率和吸收率。其次對樣品在不同溫度下退火，繼續測量晶體在紅外和紫外可見光下的透過率和吸收率。

對樣品加不同的外加電場在偏光顯微鏡下觀察其電疇形貌，然后再不同溫度退火在偏光顯微鏡下觀察其電疇形貌。

收集所有數據后，總結其結構和光學性能之間的關系。

第一學期14--15周查閱資料完成開題報告

17--18周開題答辯

第二學期 1--10周 完成實驗室

11--15周整理實驗數據

16--18周撰寫論文，準備答辯