第五章_正交试验设计实验

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1、第五章正交试验设计实验实验一镍铁合金电镀最佳配方和工艺条件的优化一．    实验目的1．         通过实验掌握用正交实验设计实验方案，用数理统计方法处理实验结果的优化试验设计方法。2．         掌握多指标问题的处理方法及定性指标的定量化。3．         加深对合金电镀基本原理、配方及工艺条件的理解。二．    实验原理在一定条件下，镀液中几种金属离子在阴极上共同析出，才能形成含有相应处分的合金镀层。几种金属在阴极上共沉积达必要条件是：j10＋RT/z1Flna1+Dφ1=j20＋RT/z2Flna2+Dφ2=········本实验采用络合剂使镍离子和铁离子

2、的沉积电位达到相等，达到共沉积达目的。三．    实验仪器及试剂a)      实验仪器直流稳压电源霍尔槽实验仪超级恒温仪PH计b)     氯化钠糖精钠“791”光亮剂十二烷基苯磺酸钠柠檬酸硫酸亚铁硫酸镍硼酸（以上试剂均为分析纯）柠檬酸钠镍板铁板四．    实验内容1．         镍铁合金电沉积工艺流程紫铜基片®清洗除油®电解除油®流动水洗®混酸侵蚀®流动水洗®去离子水洗®晾干®称重®弱侵蚀去离子水洗®电沉积镍铁合金®流动水洗®去离子水洗®晾干®称重®样品分析及性能测试。2．         霍尔槽实验3．         设计正交实验（1）.明确实验目的——找到好的共

3、沉积镍铁合金配方和工艺条件。（2）.确定实验指标——镀速，光亮度（多指标问题）（3）.确定因素水平表因素水平硫酸镍(g/l)硫酸亚铁(g/l)硼酸（g/l）温度（℃）PHJ(A/dm2)11026452.522152.57503.02.532038553.534253.59604.03.5530410654.54固定参数为：氯化钠20－25g/l柠檬酸钠3－4g/l糖精钠3g/l“791”光亮剂4－6ml/l十二烷基苯磺酸钠0.05-0.1g/l柠檬酸适量阳极面积（Ni:Fe）4:1阴极与阳极面积比：Cu:Fe:Ni为1：2：8温度50－55℃时间50min选择适当的正交表，作

4、出正交实验方案，完成实验。并用极差分析法分析实验结果实验二化工产品的转化率(可根据实际情况实验)为提高某化工产品的转化率，选择了三个有关的因素进行条件试验，反应温度（A），反应时间（B），用碱量（C），并确定了它们的试验范围：A：80-90℃B：90-150MinC：5-7%试验目的是搞清楚因素A、B、C对转化率的影响，哪些是主要因素，哪些是次要因素，从而确定最优生产条件，即温度、时间及用碱量各为多少才能使转化率提高。试制定试验方案。这里，对因素A、B、C在试验范围内分别选取三个水平A：A1＝80℃、A2＝85℃、A3＝90℃B：B1＝90Min、B2＝120Min、B3＝15

5、0MinC：C1＝5%、C2＝6%、C3＝7%正交试验设计中，因素可以定量的，也可以使定性的。而定量因素各水平间的距离可以相等也可以不等。实验二磁鼓电机的输出力矩正交试验磁鼓电机是彩色录像机磁鼓组建的部件之一，按质量要求其输出力矩应大于210g.cm。某生产厂过去这项指标的合格率较低，从而希望通过试验找出好的条件，以提高磁鼓电机的输出力矩。二、试验的步骤（1）确试验目的。试验前，首先要明确试验目的，即通过试验想解决什么问题。是为了改进质量，还是为了提高产量，或是为了保护环境，等等。在本例中试验的目的是提高磁鼓的电机的输出力矩。（2）明确试验指标。试验指标用来判断试验条件的好坏，

6、在本例中直接用输出力矩作为考察指标，该指标越大表明试验条件越好。（3）确定因子与水平。在试验前首先要分析影响指标的因子是什么，每个因子在试验中取那些水平。在本例中，经分析影响输出力矩的可能因子有三个，它们是A：充磁量B：定位角度C：锭子线圈匝数表16-2因子水平表因子水平一二三A:充磁量（10-4T）90011001300B:定位角度（（π/180）rad）101112C:定子线圈匝数（匝）708090（4）选用合适的正交表，进行表头设计，列出试验计划。首先根据在试验中所考察的因子水平数选择具有该水平数的一类正交表，再根据因子的个数具体选定一张表。在本例中所考察的因子是三水平的

7、，因此选用三水平正交表，又由于现在只考察三个因子，所以选用L9(34)即可。选定了正交表后把因子放到正交表的列上去，称为表头设计。在不考虑交互作用的场合下，可以把因子放在任意的列上，一个因子占一列。譬如在本例重将三个因子分别置于前三列，将它写成如下的表头设计形式：表头设计ABC列号1234有了表头设计便可写出试验计划，只要将置因子的列中的数字换成因子的相应水平即可，不放因子的列就不予考虑。用正交表L9(34)安排试验共有9个不同的试验条件，它们是一起设计好的，而不是等一个试验结束以后再决定下