电子科技大学 光电科学与工程学院,成都 610054
为研究磁控溅射的衬底温度、氧氩比、沉积时间和工作气体流量对混合相VOx薄膜电学性能的影响,采用正交实验法,设计了4因素4水平16组实验,实施实验并记录样品电阻温度系数（TCR）和方阻值,分析薄膜电学性能随不同因素不同水平的变化趋势;然后,结合均值和方差分析以及XPS分析,得到不同因素影响混合相VOx薄膜电学性能程度的大小依次为：工作气体流量,衬底温度,氧氩比,沉积时间。最后,得出制备混合相VOx薄膜的优选参数：溅射电流0.3 A,衬底温度270 ℃,氧氩比2.8%,沉积时间20 min,工作气体流量120 cm3/min,测试结果显示,其TCR为-2.65%/K,方阻为1 102.1 kΩ/□。
磁控溅射 正交实验 XPS分析 优选参数 VOx VOx magnetron sputtering orthogonal experiment XPS optimal parameter
光学级金刚石膜的快速生长一直是微波化学气相沉积金刚石研究领域的热点和难点之一，通常对于大尺寸金刚石膜的生长速率和光学质量不可兼得。采用正交实验方法，优化光学级金刚石膜的工艺参数，最终在高功率、高甲烷同时辅助氧气刻蚀条件下，实现了光学级金刚石材料的快速生长，其生长速率为3.1 μm/h，可见光波段内透过率最高为70.9%，10.6 μm处红外透过率达到68.9%。等离子体诊断结果表明，高质量金刚石的快速生长主要由于高功率密度有助于原子H的激发和CH4的分解，加入氧气也有助于CH4的分解，同时对非金刚石相具有刻蚀作用，从而实现了高质量金刚石膜的快速沉积。
光学级金刚石膜 正交实验法 高功率密度 高生长速率 氧气 光学学报
2023, 43(19): 1931001
1 桂林电子科技大学电子工程与自动化学院, 广西桂林 541004
2 桂林航天工业学院科技处, 广西桂林 541004
3 桂林电子科技大学机电工程学院, 广西桂林 541004
4 桂林电子科技大学材料科学与工程学院, 广西桂林 541004
高质量的陶瓷靶材对于射频磁控溅射法可镀制出综合性能优异的 BaBiO3基负温度系数热敏薄膜至关重要。基于此, 本工作以纯 BaBiO3靶材样品的收缩率、平整度和体积密度为主要质量特性衡量指标, 通过改变保压时间、烧结温度、保温时间和升温速率等 4个因素, 设计了正交实验并加以分析各因素与靶材质量指标的构效关系。同时, 基于烧结行为对 BaBiO3靶材晶粒生长的影响关系, 包括调控烧结温度、保温时间和升温速率等关键烧结工艺参数, 结合唯象方程和截距法, 探讨了晶粒生长机制、生长指数 n与关键影响因素间的内在关联性。基于此, 进一步联合 X射线衍射、Raman光谱、扫描电子显微镜和能谱等表征方法分析了不同工艺参数条件下靶材样品的相结构和元素构成, 从而验证了正交化实验的有效性。结果表明, 获得综合质量较优(变形程度小、致密度高和表观质量良好)的 BaBiO3陶瓷靶材的烧制工艺为: 保压时间 12 min、烧结温度 750 ℃、保温时间 120 min和升温速率 2 ℃/min。
铋酸钡 烧制工艺 正交实验 晶粒生长机制 靶材 质量衡量指标 barium bismuth oxide sintering process orthogonal experiment grain growth mechanism target quality measurement indexs
湖南工业大学机械工程学院，湖南 株洲 412007
针对传统面齿轮加工方式的局限性，本文提出了基于飞秒激光精修面齿轮的新型加工方式。采用飞秒激光对面齿轮进行单因素实验和正交实验，结果表明，在激光功率、重复频率、扫描速度、扫描道间距和离焦量等因素中，激光功率对扫描道烧蚀深度和齿面粗糙度的影响最大，扫描道间距的影响最小。利用回归模型预测扫描道烧蚀深度和齿面粗糙度，并利用仿真模型预测扫描道烧蚀深度，将两种模型的预测结果与参数优化后的激光实验结果进行对比，结果发现最大相对误差均在合理范围内。本文研究结果可为飞秒激光精微烧蚀面齿轮提供理论指导。
激光技术 飞秒激光 工艺参数 正交实验 回归模型 仿真分析 齿面形貌 中国激光
2022, 49(16): 1602012
1 黑龙江科技大学 激光先进制造研究所, 哈尔滨 150022
2 黑龙江科技大学 机械工程学院, 哈尔滨 150022
为了研究266nm紫外固体激光切割碳纤维增强复合材料（CFRP）的工艺规律, 采用单因素实验法、正交实验法和多元线性回归分析法, 进行了266nm紫外固体激光切割CFRP的实验研究, 得出了激光脉冲能量、扫描速率对切缝宽度和热影响区宽度的影响规律。结果表明, 切缝宽度和热影响区宽度随激光脉冲能量的增大而增大, 随扫描速率的增大而减小; 实验中最小热影响区宽度为82μm, 最小切缝宽度为50μm; 激光扫描速率对切缝宽度影响的显著性水平更高, 而激光脉冲能量对热影响区宽度影响的显著性水平更高; 所获得的经验公式能够定量描述切缝宽度、热影响区宽度与激光脉冲能量、扫描速率之间的关系。本研究对266nm紫外固体激光切割CFRP的应用具有一定的参考意义。
激光技术 工艺规律 正交实验 266nm紫外固体激光 激光切割 碳纤维增强复合材料切割 laser technique process rule orthogonal experiment 266nm ultraviolet solid-state laser laser cutting CFRP cutting
强激光与粒子束
2022, 34(3): 031010
红外与激光工程
2021, 50(10): 20200446
1 河南大学，岩土与轨道交通工程研究所，开封 475004
2 河南大学土木建筑学院，开封 475004
3 河南建业置地焦作有限公司，焦作 454150
4 北京中科宏泰顾问集团有限公司，北京 101100
本文探究了多个影响因素对大豆脲酶诱导碳酸钙沉淀(SICP)的影响，以优选出主要影响因素并提供其最佳范围。首先分析了脲酶浓度和温度对脲酶活性的影响；之后通过正交实验设计，进行25种工况的SICP水溶液实验，研究不同因素组合下Ca2+利用率的变化规律；最后借助扫描电子显微镜观测不同工况下生成碳酸钙的形态。结果表明：低温有利于脲酶的保存及活性发挥，5 ℃时脲酶活性能保持21 d以上；同一温度下，脲酶浓度越大，脲酶初始活性越高，脲酶完全失活所需时间越短。pH值、脲酶与胶结液体积比是影响Ca2+利用率的主要因素。为达到较高的Ca2+利用率，脲酶和胶结液最佳体积比为1，氯化钙与尿素最佳浓度比为1.5，Ca2+最佳浓度为1 mol/L。当脲酶浓度较低时生成的六面体状碳酸钙较多；随着脲酶浓度的增大，所沉淀的碳酸钙向球形转变。大豆中富含的天冬氨酸是控制碳酸钙形态的重要因素。
大豆脲酶诱导碳酸钙沉淀 Ca2+利用率 球形碳酸钙 天冬氨酸 多因素 正交实验 soybean urease-induced calcium carbonate precipita Ca2+ utilization ratio spherical CaCO3 aspartic acid multi-factors orthogonal test
1 武汉大学印刷与包装系, 湖北 武汉 430079
2 深圳劲嘉集团股份公司, 广东 深圳 518055
3 武汉红金龙印务股份有限公司, 湖北 武汉 430056
计算机配色逐渐成为主流配色方式,用于保证包装印刷等产品在颜色复制过程中的一致性。光谱基础数据库是计算机配色的基本条件,其建立方法过于复杂,影响了计算机配色技术的推广和应用。根据Kubelka-Munk理论分析,建立光谱基础数据库的过程中样条质量浓度(简称浓度)、油墨浓度梯度和油墨梯度数量对配色结果有较大影响。为了优化光谱基础数据库、获得更加准确的配色结果,基于单因素实验法、正交实验法及相关评价方法,提出了一种在配色建库过程中最佳的浓度梯度、梯度数量及样条油墨的浓度范围的组合。实验通过建立的数据库对潘通色进行配色,对色差进行计算,并结合极差进行分析。实验结果显示优化的光谱基础配色数据库很大程度上减少了建库工作量,同时通过计算获得的目标配色结果的精度高,符合生产要求,说明该方法能有效选取最佳参数组合。
视觉光学 计算机配色 光谱基础数据库 单因素实验 正交实验 激光与光电子学进展
2021, 58(6): 0633001
