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试题A制陶材料优化设计 7 ~( ?3 O" @9 |# t8 L7 {! D
硅酸盐(Si3N4)制陶材料是一种强度高、耐磨、抗氧化和耐高温的材料,它广泛应用于高温结构的材料中,如切割工具、齿轮、内燃机部件及航空、航天飞行器的有关部件等。影响这种材料的强度的因素有:
' s& j3 o* Z/ f/ BA:加热方案,A1=两步,A2=一步;(其中“两步”包括“一步”上的预烧结阶段).
: s; g! I/ R. H4 t( ^3 H' BB:四种烧结添加剂CaO,Y2O3,MgO和Al2O3的总量,B1=14摩尔%,B2=16摩尔%,B3=18摩尔%。 , t, K! Q, k1 c+ t4 m$ ]$ S2 h
C:CaO的含量,C1=0.0摩尔%,C2=1.0摩尔%,C3=2.0摩尔%。 % | G- Y( q% Z! z3 v
D: Y2O3的摩尔%与MgO的摩尔的比率,D1=1:1, D2=1:2, D3=1:6.
9 [5 I2 o. u4 S8 |1 kE:Y2O3的摩尔%与Al2O3的摩尔%的比率,E1=2:1, E2=1:1, E3=1:4. & r3 N c7 d2 N! S0 \7 F
F:烧结温度,F1=1800oC, F2=1850oC, F3=1900oC. 9 _# S3 C- _5 E$ u! k! ^0 P4 Z
G:烧结时间,G1=1h, G2=2h, G3=3h.
B' f5 j0 Q& J5 v, Z% r$ f为了寻找使得该种材料的强度达到最高的工艺条件,特此安排了如下试验方案,测量数据见表1,
# Q/ U9 {# C( q, m一、 根据表1的测量数据,试建立合理的数学模型,并对试验结果进行分析;
- E9 N2 d$ E. @/ m4 ?二、 寻找使得强度最大的最优工艺条件; 7 e4 i4 A" Y# ^8 \* x; P! @
三、 对你所建立的模型进行误差分析并做出评价;
; k4 R. H1 K; m( F3 p6 |* o1 R' A四、 你能否提出一种更合理的试验设计计划及试验结果的分析方法? 7 U/ _5 ]" ^ J$ o3 q
五、 就你的研究对有关部门试写一份申报科技进步奖的报告。 % Y# P- G. C5 Q- E7 Q5 i5 t. b
表1、陶瓷试验方案及强度数据表 * n2 K) Z" |2 l: h5 R) q( A* H: E
: M/ L1 y7 z+ _& y$ V1 z1 `, A$ n! C7 Z* n) Q
3 q+ c- Z/ P+ Z| : ^9 P+ [$ j$ b) r' A. J
试验号 | : C8 q) g( G: ^. ]+ T7 }0 b8 |
+ q8 n% \& v1 t8 w1 x 因素
6 B% u7 w) Q0 @$ cA B C D E F G |
0 I* V% r' z0 V2 T1 Z. n5 o) s$ X: E$ C% g! B: u. t" l3 b0 p/ c
强度 |
9 c. G/ o1 x1 {" i/ e: \" b
7 u! S# y) R3 \9 I6 u* b|
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1 2 2 1 3 1 3 |
1 B! j0 J6 B0 G5 H+ _9 f# i' A3 e4 O6 E
996.8 783.6 796.9 |
- q3 ~# S% V3 R, F7 F3 ^
* \: i" ^8 ?$ e0 {( i' P: ~| / L5 I d# C# ^/ A
2 | ( h$ t; k* Y i* i# F2 A
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1 2 1 2 2 3 1 |
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1 2 3 3 1 2 2 |
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806.5 933.5 964.9 1046.0 |
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801.5 803.2 846.2 756.4 | 2 ^- ^. A8 ~2 M
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739.2 863.3 797.0 929.6 |
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2 2 2 3 1 3 1 | : H, L: x9 E; L' ]. }. x
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11 |
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2 2 1 1 3 2 2 |
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795.9 854.0 937.0 999.2 724.8 | ) C# p. q( q3 ]; b
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12 |
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2 3 2 2 1 1 2 |
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# J; Z" A* z" _- w* B- j# R|
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2 3 1 3 3 3 3 | : D$ P: M9 D' G4 [; B1 |; Y
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831.3 981.4 912.5 950.7 987.3 |
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2 3 3 1 2 2 1 | : b0 Q* d" K& g/ }1 y2 @
9 m- U* q7 ~/ X% e7 E; [ 806.1 908.1 627.6 855.0 |
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727.3 643.9 584.0 643.4 602.1 | . F6 I1 n$ k0 d6 b* t" l
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. c3 Z8 z; J$ P+ s% _ 17 |
) k- x C0 r- {& ^+ l4 Z) n4 ^9 W9 m: _3 P5 f3 F3 i
2 1 1 3 2 2 3 |
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0 u5 n+ s6 u- I 836.8 716.3 862.9 796.2 |
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4 `8 A/ _' f( s2 j| 3 Q/ T9 F) ?* e/ u: z5 i
18 | & u% s* _2 g" Y6 K
5 q- R3 t9 Y- e 2 1 3 1 1 1 1 |
0 Q- q; |0 f- d6 c9 h+ R
7 p' f, u8 ?+ ~8 E3 N 1001.0 937.6 955.3 995.8 1009.0 | 注:因素栏中数字“i”表示因素在试验中处于第i水平 |