响应面分析法优化锆英粉陶瓷型真空干燥工艺

真空干燥进行优化。采用单因素试验，对影响真空干燥工艺的真空度、真空干燥温度、真空干燥时间3因素进行考察。利用Box-Behnken设计对此3个主要因素的佳水平进行进一步研宄。结果表明，在真空度、真空干燥温度和真空干燥时间分别为0.06MPa、81C和5h时，陶瓷型铸型的干燥收缩率和强度分别为0.686和6. 39MPa真空干燥；Box-Behinken设计；响应面分析法；收缩率；抗压强度锆英粉具有比石英粉高的导热性，有很高的耐火度，且高温稳定性好，不发生晶型转变；锆英粉的烧结温度和熔化温度之间有一个较宽的温度区间，有利于获得烧结涂层111.但用硅溶胶作粘结剂生产的锆英粉陶瓷型的干燥条件复杂121，且易产生裂纹。主要针对该问题采用真空干燥工艺进行干燥13，且##将响应面分析瓷型真空干燥工艺的优化。
1试验分析1.1试验和检测设备-1力电动搅拌器、DZF-6021真空干燥箱、SYS-A型砂型表面硬度计和8GY数显式工程陶瓷压缩强度测试仪。
1.2试验原料及配方8；NH4Cl在水溶液中的体积分数为18；NH4Cl加人量为8. 1.3试验方法mL待用。然后，在-1力电动搅拌器的搅拌下慢慢将NH4Cl水溶液加入到硅溶胶中，待搅拌硅溶胶中无明显浑浊现象为止。向硅溶胶中加入锆英粉，待全部锆英粉加入后加快搅拌速度。搅拌均匀无沉淀后即进行灌浆成型。通过砂型表面硬度计测其铸型表面硬度为90左右时起模14，然后进行真空干燥优化。
1.4检测方法1.4.1收缩率的测定料；然后用直尺在其中一面画2条长/.为50mm的对角线；再将坯料先后在真空箱中进行真空干燥；并测量标记50mm线经真空干燥的长度/1.由下式计算硅溶胶壳型的干燥收缩率。
：张业明，男，1984年出生硕士研究生，西华大学材料科学与工程学院，成都（610039），，E?mail：zym1984915罗继相，胡建华孙昌明。挤压铸造汽车铝合金制动泵缸体。特种铸造及有色合金，2002（压铸专刊）：198-199.张永安，熊柏青，朱宝宏，等。AlZn10Mg2.9Cu1.7超高强铝合金的喷射成形制备研究。特种铸造及有色合金，2008（年会专刊）：9-13.洪慎章。铝合金车轮挤压铸造工艺。
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1.锆英粉陶瓷型真空干燥工艺的单因素试验分别以不同的真空度、真空干燥时间、真空干燥温度为单因素，考察各因素对锆英粉陶瓷型收缩率和抗压强度的影响。
对影响锆英粉陶瓷型真空干燥工艺的3个因素采用Box-Behnken响应面设计法，以收缩率和抗压强度作为响应值设计Box-Behnken试验。试验因素水平及编码见表1.试验辅助软件为Design表1 Box-Behnken设计实验因素水平及编码变量代码编码水平未编码编码真空度/MPa真空干燥时间真空干燥温度厂C 2结果与分析2.1单因素试验结果2.1.1真空度对锆英粉陶瓷型的影响真空度对锆英粉陶瓷型收缩率和抗压强度的影响由知，在真空干燥温度和干燥时间一定的情况下，收缩率随着真空度的增大而逐渐增大，抗压强度呈不规则变化。试验真空度为0. 055MPa时，抗压强度大。2.1.2真空干燥温度对锆英粉陶瓷型的影响影响由可知，在真空度、真空干燥时间一定的情况下，收缩率和抗压强度随真空干燥温度的升高呈现总体增大的趋势，但在真空干燥温度超过80°C时，收缩率增大更加明显。
2.1.3真空干燥时间对锆英粉陶瓷型的影响在真空度、真空干燥温度分别为0.06MPa、80C的条件下，记录不同真空干燥时间下，锆英粉陶瓷型的干燥收缩率和抗压强度，结果见。
真空干燥时间对锆英粉陶瓷型收缩率和抗压强度的影响由可知，在真空度、真空干燥温度一定的情况下，收缩率随真空干燥时间的增加而呈增大的趋势，当真空干燥时间大于5 h时，收缩率急剧增大。抗压强度总体仍随真空干燥时间的增加而增大。
2.2响应面分析及结果由以上单因素结果，对影响锆英粉陶瓷型真空干燥工艺的3个因素采用Box-Behnken响应面设计法，获得锆英粉陶瓷型真空干燥工艺的佳条件、试验因素及水平见表2.归拟合，得到收缩率（Y1）及抗压强度（72）对真空度（A）、真空干燥时间（B）和真空干燥温度（C）的二次多项回归方程（均为无量纲数值）分别为：表2 BoBehnken设计方案及结果编号收缩率/抗压强度/MP：对模型进行方差分析，结果见表3，可知收缩率的R2为0.8698，而抗压强度的R2为0.9155，R2越接近1，说明此模型越能预测其响应值。模型的校正系数Ri分别为0.7686和0.8068，又信噪比大于4是合理的，收缩率和抗压强度的信噪比S/N分别为7.531和9.115，表明有很强的信号。综上说明该模型能很好地解释响应值的变化。
表3回归模型方差分析收缩率/抗压强度/复相关系数平方（R2）校正系数（RAd）信噪比（S/N）模型F值通过对Y1回归系数的检验可知，对收缩率的影显著的。因此，在B水平为0，即5 h时，A与C的交互效应见。由知在真空干燥时间为5 h时，真空度和真空干燥温度交互作用显著。在真空度为0.06~0.07MPa的情况下，真空干燥温度必须在75~85°Q才能得到一个较低的收缩率。
同理，对抗压强度的影响，B是不显著的，而A、C、B2、C2是显著的。此时，由A和C的交互作用下的抗压强度的等高线可知，在真空度为0. 05~0.06MPa的情况下，真空干燥温度在75~90°C时才能得到一个较高的抗压强度，见。
2.3验证试验利用软件对回归模型进行分析，得出预测值收缩率（a）等高线（b）响应面Y2=/（A，C）的等高线与响应面为0.686，抗压强度为6.39MPa.依据模型分析值及试验的可操作性，选取真空度为0.06MPa、真空干燥温度为81°Q、真空干燥时间为5h，进行验证试验。得到收缩率实际值为0.679抗压强度为6.53 MPa，相对误差小于5，响应面法优化陶瓷型真空干燥工艺是可行的，具有使用价值。
3结论利用Box-Behnken中心组合设计法及响应面分析法，借用Design-Expert软件，能快捷有效地对锆英粉陶瓷型真空干燥工艺进行优化。试验得出的佳干燥工艺为真空度0.06 MPa、真空干燥时间5h、真空干燥温度81°Q，锆英粉陶瓷铸型收缩率和抗压强度分别为0.686和通过重复试验验证，实际值与预测值相对误差小于5.