三水平三因素正交试验的设计

1、l 简简介：日本著名的统计学统计学家田口玄一将将正交试验选择试验选择的水平组组合列成表格，称为称为正交表。例如作一个个三因素三水平的实验实验，按全面实验实验要求，须进须进行33 = 2733 = 27种组种组合的实验实验，且尚尚未考虑虑每一组组合的重复数复数。若按L L9 9(3(34 4) )正交表安排实验实验，只需作9 9次，按L L1616(4(45 5) )正交表进进行1616次实实验验，显显然大大减减少了工作量。l 常用的三个个水平三个个因素与与三水平四因素的正交表一样样都是L L9 9(3(34 4) )正交表。正交试验设计试验设计 Orthogonal experimental

2、designl 简简介：正交表是一整套规则规则的设计设计表格，L Ln n(t(tc c) )用 L L为为正交表的代号号，n n为试验为试验的次数数，t t为为水平数数，c c为为列数数，也就是可能安排最多的因素个数个数。例如正交表L L9 9(3(34 4) )，它它表示需作9 9次实验实验，最多可观观察4 4个个因素，每个个因素均为为3 3水平。一个个正交表中也可以各列的水平数数不相等，我们们称它为称它为混合型正交表，如L L8 8(4(42 24 4) )，此表的5 5列中，有1 1列为为4 4水平，4 4列为为2 2水平。l 正交表每一列中，不同的数数字出现现的次数数相等。 例如在两

3、两水平正交表中，任何一列都有数数字“1 1”与与“2 2”，且任何一列中它们它们出现现的次数数是相等的； 如在三水平正交表中，任何一列都有“1 1”、“2 2”、“3 3”，且在任一列的出现现次数数均相等。正交表正交试验设计法探究银镜反应的反应条件正交试验设计及在丝饼成形工艺过程中的应用 正交试验设计优化等离子喷涂纳米Al2O3-13TiO2涂层工艺参数Three Applications Example1正交试验设计试验设计法探究银镜银镜反应应的反应条应条件设置三水平三因素正交试验设置三水平三因素正交试验L9(34) 正交试验kI,k2,k3为其平均值，为其平均值，R为极差为极差结果分析：结

4、果分析：直接比较表直接比较表2 2可知在这可知在这9 9个实验结果中，以实验个实验结果中，以实验5 5产生的银镜效果最好，产生的银镜效果最好，其水平组合为其水平组合为A2,B2,C3A2,B2,C3，分别是，分别是各因素中影响最大的水平。由图可以看出本实验各因素组合中的最优组合为由图可以看出本实验各因素组合中的最优组合为A2,B2,C3，而通过而通过R R值的大小可以看出本实验因素存在显著性顺序，其主值的大小可以看出本实验因素存在显著性顺序，其主次关系为次关系为CABCAB 即影响银镜反应的因素最主要的是乙醛的浓度，即影响银镜反应的因素最主要的是乙醛的浓度，其次是温度、硝酸银的浓度。其次是温度

5、、硝酸银的浓度。结果与讨论结果与讨论通过利用正交试验法得出的用乙醛作为还原剂做银镜反应时，通过利用正交试验法得出的用乙醛作为还原剂做银镜反应时，对实验影响最大的因素是乙醛的浓度。实验的最佳条件是对实验影响最大的因素是乙醛的浓度。实验的最佳条件是用水浴加热到80 ，2的硝酸银溶液，使用40的乙醛溶液。Example2正交试验设计优化碱性钙基膨润土正交试验设计优化碱性钙基膨润土的改性条件的改性条件设置三水平三因素正交试验设置三水平三因素正交试验因素水平A水土比( mlg-1)B 反应时间(h)C CaO/活性白土质量比(gg-1)11.5:1100.3:122:1120.4:132.5:1140.

6、5:1试验号因素（60）Bent-Ca-OH恒重质量（g）（200）Bent-Ca-OH恒重质量（g）Bent-Ca-OH脱水率X（%）1A蒸馏水用量（ml）B反应时间（h）CCaO用量（g）111（10.5）1（10）1(1.5)5.8725.23210.90212（14）2(12)2(2.0)7.7476.83411.79313(17.5)3(14)3(2.5)7.8617.02210.67421（10.5）2（12）3（2.5）7.2706.45611.20522（14）3（14）1（1.5）7.8807.01111.03623（17.5）1（10）2（2.0）6.6625.89611.

7、50731（10.5）3（14）2（2.0）8.0537.13411.41832（14）1（10）3（2.5）6.4055.72510.62933（17.5）2（12）1（1.5）6.6685.90911.38L9(34) 正交试验水土比水土比L/SL/S对脱水材料脱水率影响对脱水材料脱水率影响CaOCaO与活性白土配比对脱水材料脱水率影与活性白土配比对脱水材料脱水率影响响反应时间对脱水材料脱水率影响反应时间对脱水材料脱水率影响从正交表数据处理中可以看出因素从正交表数据处理中可以看出因素C的极的极差差R最大，其次是因素最大，其次是因素A，因素，因素B的极差最的极差最小。故可知小。故可知CaO用量对脱水材料脱水率影用量对脱水材料脱水率影响最显著。响最显著。从因素从因素A列中均值列中均值K3较大，因素较大，因素B列中列中K2较大，因素较大，因素C列中列中K2较大，故可知较大，故可知A3,B2,C2是各因素中影响最大的水平。是各因素中影响最大的水平。即水土比为即水土比为2.5:1 mlg-1；反应时间为；反应时间为12h；CaO/活性白