圆珠笔（通用12篇）
一、羽绒服局部有明显污渍且整体较脏可采用整体清洗的方式：
1、保持衣服干燥，取蓝月亮羽绒服清洗液或蓝月亮手洗专用洗衣液直接涂抹在污渍处，静置5min(如果污渍较严重，可用软毛刷轻轻来回刷洗污渍处，或者用干净的毛巾轻轻擦拭污渍处)(如羽绒服上没有明显污渍，可直接进行步骤2);
2、将羽绒服放入加有蓝月亮羽绒服清洗液或蓝月亮洗衣液(除去预涂时洗衣剂的用量)的水中，轻轻揉捏;
3、污渍去除后，用清水将衣物彻底漂洗干净，放于通风处晾干。
注意：羽绒服洗好后，不能拧干，应将水分挤出;将羽绒服反面平铺或放在网兜里沥水，至不滴水时，放在通风处反面晾晒，不能暴晒或烘干;将要晾干时，可用手或小木棍轻轻拍打，可使羽绒恢复自然蓬松的状态，同时也有利于填充物彻底干透，防止发霉;最后将彻底晾干的羽绒服用透气整理袋包好，存放于通风干燥的衣柜内即可。
二、羽绒服局部脏了可采取局部清洗的方式：
1、保持衣服干燥，取蓝月亮羽绒服清洗液或蓝月亮手洗专用洗衣液直接涂抹在污渍处，静置5min(如果污渍较严重，可用软毛刷轻轻来回刷洗污渍处，或者用干净的毛巾轻轻擦拭污渍处);
2、污渍去除后，用干净的毛巾蘸取清水，擦拭有洗衣液溶液的地方，再用清水漂洗洗衣液沾到的地方，彻底去除洗衣剂残留液;
从现有的资料来看, 最早出现圆珠笔这一名称的时间是1888年。当时, 一位名叫约翰·劳德的美国记者曾设计出一种利用滚珠作笔尖的笔, 但他未能将其制成便于人们使用的商品。
1895年, 英国市场上也曾出售过商品化的非书写用圆珠笔, 因其用途狭窄, 未能流行起来。1916年, 德国也有人设计制作过一种新型的圆珠笔, 其结构与今天的圆珠笔较为接近, 但性能较差, 未能引起广泛的重视。
1936年, 匈牙利的比罗在新闻印刷厂承担文字校对工作, 在用钢笔改清样时, 常常发生浸润模糊现象, 为此, 比罗开始琢磨, 能否试制一种其他的书写工具来代替钢笔。经过一段时间的试验, 他用一根钢圆管灌满速干油墨, 在一端装上钢珠作为笔尖。然后, 他在各种能书写的材质上进行书写试验, 发现均可留下抹不掉的痕迹, 而且笔管内的油墨也不易溢出, 试验成功了。1940年人, 他又对其发明进行了改进, 于1943年7月10日申请了专利, 1945年开始投入市场。
圆珠笔是利用钢珠的旋转把油墨写到纸上的一种书写工具。第二次世界大战后, 圆珠笔传入中国。精明的商人大做“原子笔”的广告, 借在日本爆炸的原子弹的余威来打开销路。其实, “圆珠笔”与原子并无关系, 只是读音相近而已。
圆珠笔之所以能够写字, 是因为笔头里的钢珠在滚动时, 能将速干油墨带出来转写到纸上。据说, 日本的圆珠笔芯里装的干油墨, 足够可以书写2万个字。但是, 书写的字数一多以后, 钢珠与钢圆管之间的空隙会渐渐变大, 这样油墨就会从缝隙中漏出来, 常常会弄脏衣物, 十分使人感到不愉快。为了解决漏油的问题, 专家们没有少动脑筋。有的研究油墨配方的改进;有的研究钢珠与钢圆管的硬度。可是都没能收到效果。
正当这项研究毫无进展的时候, 日本有一个小企业主, 想出了一个绝招:不是因为装的干油墨足够书写2万个字吗?不是因为写到那时就会漏油了吗?那我就少装一些干油墨, 让笔芯里的油墨只能书写1万多个字就用完了, 这样圆珠笔芯漏油的问题不就解决了。于是, 他就申请了专利, 专门生产一种短支的圆珠笔芯和圆珠笔, 受到了广大顾客的欢迎, 很快他就成为了一个大的企业家。
这种解决问题的方法, 看起来似乎是一种偷工减料, 但实质上是一种创新, 是解决当时人们所不能解决的问题的思想上、方法上的创新。
近些年, 圆珠笔可以算是书写工具中的“老兵”了。但是创新却一直与它相随, 人们在圆珠笔身上进行了很多改革, 一些新品应运而生, 下面让我们来欣赏一些圆珠笔新品:
1、这是一只专为爱美女士设计的创意圆珠笔。一端写字, 一端是口红。在工作中也能随时保持妆容不褪。
2、工作中, 必须压制吸烟的欲望, 这只4英寸 (约10厘米) 长的笔应时而生。它看起来像一只烟, 却只含有微量尼古丁。点燃时, 香烟在笔筒内燃烧, 烟灰留置在笔筒内, 不会污染环境。因为其成本低, 尺寸小, 外观精致, 因此适用于多种场合。
3、它看似普通的圆珠笔, 实则是有着超强震撼力的创意圆珠笔。当你轻敲这支笔, 它会爆发出强烈的冲击力, 让你不由自主, 跳起来。
4、这种笔看上去像一根手指, 只要用手拉一下, 它就会爆发出声响。是生活中释放压力、开怀大笑必不可少的调剂品。
5、“既能写字, 又能上天”是这只笔的鲜明写照。它既可以写字, 也可以通过发射装置, 被发送到大概36英寸 (约91.5厘米) 远的地方。简单地将笔插入发射平台, 摁下启动控制按钮, 看, 它就飞起来了。
6、假如您在办公室觉得十分无趣, 您可以试试这只摸奖笔。您惟一需要做的, 就是先猜奖, 然后推一下顶端的按钮, 释放滑行窗口, 有筹码的窗口就开始自由滚动, 您就能知道今天您幸不幸运。
7、这种圆珠笔是集手电筒、激光指示器、圆珠笔为一身的多功能笔。只要转动笔尖, 就能成为掌上电脑的手写笔。按一下顶端按钮, 激光指示器开始运作。按一下底部按钮, 手电筒和紫外线灯就轮流发光。
8、假如你是一个国际超级间谍, 你最需要的武器是什么?毫无疑问, 是间谍笔。这种5号塑料间谍笔使用的墨水含有特殊高亮度的成分, 肉眼难以看到, 更神奇的是, 当字体暴露在特殊的“黑光”下, 笔迹就会发光能被轻易识别。这种“黑光”的装置装配在笔的另一头, 使用极其方便。
圆珠笔的发明
近两千年来，书写一直是一件很不方便的事情，人们通过毛管沾黑色液体来写字，这种方式持续了数千年。几个世纪以来，对于笔的改革一直侧重于怎么延长滴水之间的时间间隔，进展极为缓慢。直到19世纪，才出现了可以吸住水的各种不同类型的笔，并于1884年取得了突破，。L. E. Waterman （L·E·奥Waterman），纽约市的一个保险推销员，设计出了第一种可用的自来水笔。他的发明使自来水笔成了二十世纪近半个多世纪的主要书写工具。经过这么多年的发展，自来水笔的功能和型号都得到了提高，市场上出现了四大销售商：Parker（派克）、Sheaffer（Sheaffer）、Waterman（奥Waterman）、Wahl-Eversharp（永利）。
商业圆珠笔在二战刚结束时问世，它不是由四大自来水笔公司发明的，而是两个匈牙利人的功劳。匈牙利记者比罗在新闻速记中使用钢笔仍感到很不方便：有时墨水用完了，措手不及；有时笔尖堵塞不出水，急得要死，使劲大了笔尖还会将纸划破。于是，比罗决心自己研制一种不需补充墨水而且书写快速流利的笔。
比罗找哥哥格奥尔帮忙，弟兄俩在折腾了一阵子之后，在1938年将自己的设想变成了一项发明。比罗以“油溶笔”的名称在英国为这项发明申请了专利，还在英国的列丁镇建立了一家雇有17名女工的小工厂，生产“油溶笔”。第二次世界大战爆发后，比罗兄弟迁到了南美洲的阿根廷。在那里，他们继续开设工厂制造“油溶笔”，并大做广告，但是他们的产品依然不过关，油墨的稀稠难以掌握，书写经常弄得一手油污，产品严重滞销。1944年他们将发明专利权卖给了美国的永利（Wahl-Eversharp）。
一夜暴富的瑞诺德
永利公司的老板雷诺是个很有眼光的生意人。当时他正在阿根廷进行商务活动，看到比罗兄弟的发明后，慧眼识珠，认定它是一种大有前途的笔，兴冲冲地接受了这桩买卖。
雷诺回到美国后，就请一位住在加利福尼亚州的化学工程弗兰茨基研究油墨的改良。弗兰茨基在油墨中加入了乙醇等化学物质使它完全克服了原来的缺点。雷诺很快生产出了第一批笔。
由于这种笔的顶端有一个金属小球，所以雷诺命名它为“ballpen”，意思是“球笔”，后来大家都叫它圆球笔。
人们认为永利作为第一个进入此类市场肯定会获得经济利益。但事实上这一切并未出现，相反，事情的结果出乎意料。瑞诺德，一个效仿者，竟把永利这个创新者击败在市场中。
在向大众销售之前，永利将它的具有开创性的设计向新闻界作了展示，新闻界认为永利笔是一大科技突破，写起来一年不需装液体。永利，似乎在一开始就比其他人在这方面领先了一大步，通过抢先一步获得比罗公司的独家生产权。人们认为永利作为第一个进入此类市场肯定会获得经济利益。
但事实上这一切并未出现，相反，事情的结果出乎意料。1945年的6月，永利与比罗兄弟的这笔交易还不到一月，一个名叫米尔顿·瑞诺德的芝加哥商人恰好看到了比罗笔在零售店里销售，他一时兴起，买了一些作样品。返回家中后，他立即开办了Reynolds International Pen Company（瑞诺德国际笔类公司），米尔顿·瑞诺德和永利的生意无关，在仅仅四个月内他就模仿出这种产品。1945年的10月29日，瑞诺德在纽约市的Gimbel百货店销售他的产品，瑞诺德的笔一夜之间大获成功，定价为12.50美元，在市场上第一天的销售额令人惊喜地达到了10万美元。
瑞诺德，这个效仿者的战略就是行动要快，宣传广告要猛，他的广告侧重于说明圆珠笔比旧式自来水笔更具有技术优势。
瑞诺德，一个效仿者，竟把永利这个创新者击败在市场中。圆珠笔让他一夜暴富。瑞诺德的战略就是行动要快，宣传广告要猛，他的广告侧重于说明圆珠笔比旧式自来水笔更具有技术优势。与自来水笔不同，它的圆珠笔不会涂痕，保证可以持续使用两年。1946年，瑞诺德又随后开发了一种新的样式的圆珠笔，类似现在普通可见的样式。但随后又加以改进，增加一个按键任其收缩，广告中大肆宣传说瑞诺德笔可以一次持续书写五年之久。此优势对比自来水笔，又明显又让其难以竞争，大众深深地迷上了这种新东西。
永利对于瑞诺德的竞争焦虑不安。他上诉法庭，要求赔偿，永利控告瑞诺德剽窃了它的合法设计，但最终败诉。对于比罗笔，已无专利权保护。笔的专利权可回溯到John Loud，他于1888年就已经取得，但他的专利早已过期了。
尽管打官司失利，但永利的销售随着圆珠笔的流行而飓升，而且，永利笔的质量比瑞诺德的更好，消费者很快就发现瑞诺德的笔书写时会出现停顿，而且经常会写不到一起。
很快，人们就发现圆珠笔技术并非完美无缺。永利和瑞诺德过于匆忙把产品推向市场，由于质量差，许诺过多，两家都有产品因有缺陷被返还回来。
从长远来看，两家激烈的竞争都使双方损失非浅，经常变动的价格，不现实的承诺，花巨资来开发产品新功能，结果引发了质量问题，两家都受损。
同时，消费者对这种低劣产品丧失了兴趣，圆珠笔变成了典型的短命的流行产品。1946年，圆珠笔的销售超过了自来水笔，这是它们上市的第一年，第二年也在上升。但从1948年销售开始下降，至1951年，已完全失败了，圆珠笔已不复有市场，但自来水笔再度辉煌。
衰退沉重打击了瑞诺德，他的公司随着销售的迅速下降也很快消失了。永利，这家老资格的自来水笔销售商，也几乎受到同样的打击，它在自来水笔工业中势力微小，因此它勇敢地向圆珠笔进军。但这次进军受到了挫折，到了1948年，永利陷入了很深的金融危机之中，试图转回自来水笔方向，但至此已太迟。永利的主席注意到永利“在解决圆珠笔在传统笔和铅笔上的改进和发展上花的时间和精力过多，可能没把握住重要部分”。公司一直撑到1957年，那一年它的把笔的产业出售给了派克公司，派克将永利的产品重新定位在低价位的产品上，但收效甚微。永利的资产在上个世纪60年代被用于清偿债务。
夺取圆珠笔市场
事实上，圆珠笔在50年代中期出现了转机，这距产品的开创已近十年了。1954年1月，在八年以后，遭遇到失败的圆珠笔又一次卷土重来。派克推出它的第一支圆珠笔Jotter。The Jotter比永利以及瑞诺德的产品书写时间要长5倍，随着The Jotter的问世，圆珠笔的销售再次兴旺起来，派克圆珠笔又一次（不到一年）销售了350万支Jotter，价格从2.95到8.75美元不等。
低价的圆珠笔改变了制笔工业，他们将它从一种贵重的、像珠宝一样的东西转变为一种普通的东西，无论是圆珠笔的发明者还是自来水笔两巨头都没想到市场会发展成这样。
直到三年后的1957年，派克公司开发了它的第二种具有科技优势的产品——T形球的Jotter笔（T-ball Jotter），又是大获成功。派克，这一后来者，是一家开创性的公司，它改正了许多先前者的不足。其他的自来水笔销售商紧跟派克之后，各自开发出自己的产品系列，这一次圆珠笔的销售超过了自来水笔。至60年代早期，自来水笔已势不如以前了。
尽管Waterman、Sheaffer，、派克，这些主要的自来水笔销售商都开发出了圆珠笔，但他们基本还属于自来水笔业务商，那是他们的历史任务。并且，革新者最初经验说明——例如永利和瑞诺德——圆珠笔可能又一次不能长久。革新者如永利和瑞诺德的最初经验说明圆珠笔可能又一次不能长久。在整个50年代和60年代，许多主要的自来水笔销售商开发出了一种新自来水笔与圆珠笔竞争，但他们没预见到被下一组的后来者所击败。
圆珠笔极为成功，以致这种产品最终成为一种畅销的商品，最新后来的竞争者用将源源不断的一系列物美价廉的圆珠笔涌推向市场，消费者都成打地购买，原因在于不必担心第二次灌液体，而且笔不待墨水用光就早被扔了。低价的圆珠笔改变了制笔工业，他们将它从一种贵重的、像珠宝一样的东西转变为一种普通的东西，无论是圆珠笔的发明者还是自来水笔两巨头都没想到市场会发展成这样。
圆珠笔市场的发展历史清楚地表明，第一个冲向市场的先期开拓者业绩并不理想；来得越早，消失得越彻底。反而是那些来得较晚的人占领了一个变化后的市场，这是后来者的获利的一个很有说服力的例子，而开拓者在变化多端的市场上反而要冒风险。
一家法国公司Bic正是这么做的。1958年Societe Bic购买了以纽约为基地的Waterman公司的60%的股份，1960年，该公司已悉归其所有。1960年，Bic开始在法国销售价格不贵，、质量过硬的圆珠笔，继而整个欧洲都受了广告的轰炸，这种笔的持久性已被戏剧化了，。至60年代末期，Bic占有了欧洲圆珠笔市场令人吃惊的70%的市场份额。在欧洲的大获成功使公司的创办人Marcel Bich决定再去海外拓展业务。1970年，Bic打入美国市场，笔的价格低得惊人，从29美分至69美分不等，并做了大量的广告宣传。在一广告里，Bic笔被从一把弓射到一块墙板上；另一广告中，它被当作一把钻头钻进了厚厚的墙板。每一个广告里，标签上这样写到：“用了一次——爱不释手。”
自来水笔已萎靡不振，价格不菲的圆珠笔主要被定位为礼品或毕业纪念品。自来水笔在80年代作为地位的象征曾经一度卷土重来，但他们已不再对圆珠笔构成威胁。派克、Sheaffer，、Waterman这些名牌仍旧销售旺盛，如今派克和Waterman被Gillette拥有，其意也在于欲利用他们赚钱。
我其实是一支长约十厘米，宽约1厘米的笔。我长得很漂亮，穿着一件粉嫩嫩的公主裙，上面印着飘落的樱花，像真的一样。我头上呢，还戴着一顶帽子，是深粉色的，还扣着一个毛茸茸的毛球，小主人可喜欢我了呢!我还有很多的朋友，有好看好用的钢笔、有漂亮实惠的铅笔、有经典便宜的中性笔……他们都是我的朋友。
你们知道吗?我不仅好看，朋友多，而且写字效果也是杠杠滴。写字时，出墨量刚刚好，写起来很流畅也不会出现爆墨的现象。有一次，小主人要写作业，急忙从书包里掏出我，赶紧写起作业来，我到处瞧了瞧，发现小主人同桌正在甩笔，原来是条条笔写不出来了，可甩着甩着，还甩出了墨汁，哎呀，这笔爆墨了。小主人的同桌羡慕地看着我，仿佛说：他的笔怎么好用呀?嘻嘻!我笑了笑。
说了这么多的好处，再来说说我的缺陷吧。我的缺陷就是要是你不小心写错了字，那就擦不掉了，只能用修改符号或改正带来更正，这也是我致命的缺陷呀!
我个子矮小，是受气压的影响。曾有科学家做圆珠笔实验，发现圆珠笔要在一定的取值中才能更好的发挥作用。如果超过该取值，便会出现断色、使用不便的现象，我们的个子虽矮小，但浓缩的却是精华。
我们有缺陷，也有自己的闪光点。我们圆珠笔拥有优美的身材，为使用者提供良好的手感，而我们穿着紧身衣，极大增加了摩擦力，使笔能够紧紧地留在主人们的手里。
我们圆珠笔不仅身材好，衣着鲜艳，还是一种高科技产品。
世界上有许多国家不能自主生产圆珠笔，只能依靠欧美等发达国家。因为圆珠笔的心脏――笔芯，是无数技术人员心血的结合体。9CM的长度，6CM的颜料以及8种化学凝结剂，宣告它的难度。因此，我们感到骄傲。
“高科技、优美的身材”，这仅仅是我们代言的一部分而已，最令我们骄傲的是我们的武功。因为圆珠笔家族曾在一段时间被打入冷宫，所以我们冬三九，夏三伏地苦练，终于学会了金钟罩。我们凭借柔软且坚韧的外壳，抵抗住了外力，如蛇般柔软的笔芯将力迅速卸去，这是我们的生存之道。
罗老师大约四十多岁，个子不高，头发很短，眼睛炯炯有神，显得十分精神。她从一年级开始就教我们班数学，同学们都爱上她的课，我更是十分感谢她。我因体质虚弱，经常容易生病，功课常受影响，有一次出水痘，请假缺了很多课，上课时感到有点吃力。罗老师发现了，对我说：“我来为你补补课。”于是，每天下午放学后，她就为我补课，一直到把我落下的功课补齐，她才满意地笑了。在罗老师的帮助下，我对数学产生了浓厚的兴趣。
三年级下半学期，我又因麻疹感染，在家休养了三个星期，复学后不久，学校即将举办数学竞赛，罗老师选了我和几位同学参加，我当时信心不足。罗老师鼓励我们说：“无论什么时候、什么环境，只要你们努力学习，就一定能取得好成绩……”。我恢复了自信，把精力集中在学习上，结果在数学竞赛中，获得了三等奖，罗老师高兴得自费买了圆珠笔，送给我们得奖的同学，并期望我们今后取得更好的成绩。这支圆珠笔我一直没舍得用，和奖状一起挂在书桌前的墙上。
磨损是相互接触的物体在相对运动中表层材料不断损伤的过程, 它是伴随摩擦而产生的必然结果。
磨损分类方法表达了人们对磨损机理的认识, 不同的学者提出了不同的分类观点, 至今还没有普遍公认的统一的磨损分类方法, 其中一种分类为:磨粒磨损;粘着磨损;疲劳磨损;腐蚀磨损;微动磨损。
外界硬颗粒或者对磨表面上的硬突起物在摩擦过程中引起表面材料脱落的现象, 称为磨粒磨损。磨粒磨损有以下三种形式: (1) 磨粒移动于两摩擦表面之间, 类似于研磨作用, 此称为三体磨粒磨损。通常三体磨损的磨粒与金属表面产生极高的接触应力, 往往超过磨粒的压溃强度。这种压应力使韧性金属的摩擦表面产生塑性变形或疲劳;而脆性金属表面则发生脆裂或剥落; (2) 磨粒沿一个固体表面相对运动产生的磨损称为二体磨粒磨损。当磨粒运动方向与固体表面接近平行时, 磨粒与表面接触处的应力较低, 因此固体表面产生擦伤或微小的犁沟痕迹。如果磨粒运动方向与固体表面接近垂直时, 常称为冲击磨损。此时磨粒与表面产生高应力碰撞, 在表面上磨出较深的沟槽, 并有大颗粒材料从表面脱落。冲击磨损量与冲击能量有关; (3) 在一对摩擦副中, 硬表面的粗糙峰对软表面起着磨粒作用, 这也是二体磨损, 它通常是低应力磨粒磨损。
一般说来, 磨粒磨损的机理是磨粒的犁沟作用, 即微观切削过程。显然, 材料相对磨粒的硬度和载荷起着重要的作用。
目前主要有三种磨粒磨损机理, 即 (1) 微观切削:法向载荷将磨料压入摩擦表面, 而滑动时的摩擦力通过磨料的犁沟作用使表面剪切、犁皱和切削, 产生槽状磨痕; (2) 挤压剥落:磨料在载荷作用下压入摩擦表面而产生压痕, 将塑性材料的表面挤压出层状或鳞片状的剥落碎屑; (3) 疲劳破坏:摩擦表面在磨料产生的循环接触应力作用下, 使表面材料因疲劳而剥落。
本章的主要内容为笔头书写过程中磨损的成因进行深入分析, 并讨论润滑与磨损的关系, 希望寻求出磨损的影响因素排序。
(1) 笔头磨损的成因
目前, 使用量最多的是碳化钨球珠, 其表面经多道研磨后, 表面粗糙度可达到Ra0.016-0.08μm, 但是, 碳化钨球珠是采用粉末冶金工艺加工而成, 因此表面会有大量的微孔存在 (如图16所示) ;而球座体的球座部分经切削加工后, 表面粗糙度通常在Ra3.2μm左右 (如图17所示) , 即使经过压珠可能使球座底部的表面粗糙度有所改善, 但是两者的差异还是很大的。由于表面粗糙度的影响, 两个表面的实际接触并不是发生在所有的表观面积上, 而只是在一小部分的微凸体上 (如图18所示) 。
圆珠笔在书写过程中其球珠在球座内高速转动, 几乎相当于微型轴承的运转。以最小的微型轴承681为例, 最高转速2000rpm, 最大动负荷96N。经过计算其钢珠的转速约为66.68转/秒, 单位面积受力约为94.3 N/mm2。
圆珠笔笔头以Φ0.5球珠为例, 最大书写压力为150克, 书写速度为4.5 m/分, 经过计算球珠的转速约为47.77转/秒, 球座底部支承球珠的单位面积受力约为30.2N/mm2。
笔头的球珠转速为微型轴承的钢珠转速的71.64%, 球座底部支承球珠的单位面积受力为微型轴承的32.03%。
由于碳化钨球珠的表面硬度非常硬, 达到HV1600以上。而球座体如果采用易切削不锈钢, 表面硬度为HV300左右;采用镍白铜则表面硬度为HV220左右;采用铅黄铜则表面硬度为HV150左右。球珠的表面硬度与球座底部的表面硬度相差很大, 并且两者的表面粗糙度又差异很大, 因此, 在一定的压力和时间的相互滑动过程中, 球珠的光滑硬表面会不断挤压球座底部表面的粗糙凸峰, 使之变形、剪切, 甚至断裂 (如图19所示) , 这就是球座底部表面的磨损。
通常情况下, 一支采用不锈钢笔头Φ0.5球珠的中性笔芯, 在标准的书写仪上以0.98N书写压力、4.5m/min书写速度连续划线400米左右, 球座底部支承球珠的部分会磨损约0.002-0.02mm左右, 而球珠的磨损基本可以忽略不计。
就像所有机械磨损一样, 圆珠笔笔头的球珠与支承其的球座底部之间的磨损, 同样会有一个磨合期、稳定期到失效期的过程。磨合期的磨损量相对会稍大些, 这是因为加工后的表面粗糙度以及球珠与支承其的球座底部之间的吻合程度尚未达到最佳状态, 两者的实际接触面积最小, 而磨合期应该尽可能短, 一般在书写的前50-100米之内 (如图20所示) ;当接触凸峰经过塑性变形被调整到一个稳定状态, 就进入了磨损的稳定期, 此时的单位长度的磨损量是比较小的;进入磨损的失效期, 磨损量又会进一步上升, 通常情况下多数的圆珠笔笔头并不存在磨损的失效期, 因为多数圆珠笔在油墨或墨水写完后其笔头还基本处于正常状态, 而少数出现磨损的失效期的笔头是因为书写长度过长, 球座体内部结构尺寸设计不合理, 或者加工精度差, 或者球座体与球珠以及墨水匹配不好, 使得书写的中后期出墨量偏小等等原因所造成。
(2) 笔头磨损的形式与分类
如果以碳化钨球珠配合不锈钢、镍白铜或铅黄铜等不同材质的球座体, 这样的摩擦副其主要发生磨损主要发生在硬度较低的球座体 (维氏硬度HV150-400, 远小于碳化钨球珠的HV1500) 的底部, 主要形式为磨粒磨损, 随着书写的进行, 韧性金属发生塑性变形或疲劳, 脆性金属表面则发生脆裂或剥落, 且随着时间的延长而进一步严重。即便都是不锈钢材料, 采用成型针管和易切削不锈钢丝所加工的笔头, 其磨损形式和结果也不尽相同。
1采用成型针管加工的笔头
采用成型针管加工的针管型笔头, 其成型针管通常采用314不锈钢材料, 经过多次拉拔后硬度相对最高 (维氏硬度HV400左右) , 并且脆性亦相对较高, 其磨损的形式和结果是比较典型的脆性金属剥落。如图21所示, 针管型笔头P7-0.4在书写划线前后的对比, 显示此种笔头书写划线过程中磨损很大 (总磨损量为25.4μm, 球座深度增大约为20μm) , 但是其小孔直径、油槽宽度等几乎不变, 压珠直径也明显增大, 可以认为该笔头在书写划线过程中发生了大量的脆裂剥落, 塑性变形的比例并不高。
2采用易切削不锈钢线材加工的笔头
采用易切削不锈钢线材加工的笔头, 其线材主要为SF-20T, 维氏硬度HV300左右, 其磨损的形式和结果是比较典型的韧性挤压变形剥落。如图22所示, 子弹型笔头U1-0.5在书写划线前后对比, 显示此种笔头书写划线过程中有一定磨损 (总磨损量为15.2μm, 球座深度增大约为12μm) , 但更明显的是其小孔直径、油槽宽度均发现了明显变小, 而压珠直径则明显增大, 可以认为该笔头在书写划线过程中球座发生了较大变形, 但脆裂剥落比例并不高。
3采用镍白铜、铅黄铜材料加工的笔头
采用镍白铜、铅黄铜材料加工的笔头, 其材料硬度在HV150-200左右, 磨损的形式和结果是比较典型的微观切削磨损。如图23所示, 子弹型笔头C1-0.7在书写划线前后的对比, 由于此类笔头通常使用于油性 (包括中油) 圆珠笔, 墨水的润滑度左右比较明显, 因此, 此类笔头书写划线过程中笔头磨损很小, 未出现明显的变形、剥落, 但球座底部表面可清晰可见划痕。
通常情况下发生磨损的表面的粗糙度应该有所改善, 即变得更为光滑, 特别是对于那些加工后表面粗糙度较差的 (即表面凸峰比较明显的) , 会有明显的改善。但是, 也有例外, 比如脆性金属剥落较多的表面粗糙度反而会变得更差。
⑶笔头磨损的成因与分析
造成笔头磨损的原因很多, 包括墨水的润滑性、笔头的材质、笔头内部结构及参数设计、笔头加工精度 (球座底部表面粗糙度、尺寸误差) 等。
1墨水的润滑性
从大类来分, 油性 (特别是中油) 墨水润滑性最好, 平均磨损仅为0.2686μm/100m;
其次是中性墨水, 平均磨损为0.9143μm/100m;最差的是水性墨水, 平均磨损达到2.187μm/100m (见图24) , 相差达到8倍多。
即使是同一类墨水, 例如中性墨水, 不同的颜色, 不同的配方, 其墨水润滑性相差也是比较大的。以中性墨水中比较常用的5种墨水为例, M-1黑的平均磨损为0.7064μm/100m,
M-2黑的平均磨损为1.94μm/100m, M-3蓝的平均磨损为0.738μm/100m, M-4蓝的平均磨损为0.4933μm/100m, M-5红的平均磨损为0.5578μm/100m (见图25) , 最大与最小之间相差亦近4倍。
而磨损最大的水性墨水则因为墨水的配方不同, 笔头结构的不同等形成更大的差异, 我们收集了20种不同的水性墨水圆珠笔, 得到的结果见表15。
从表15可以看到, 磨损最严重的笔头平均磨损达到了4.79μm/100m, 最小的平均磨损仅为0.39μm/100m, 两者相差12倍多。
2笔头的材质与内部结构及参数设计
对于笔头的材质不同会造成磨损的结果不同, 在上一节已有阐述, 同样是不锈钢材料, 采用成型管材加工而成的针管型笔头, 由于成型管材经过多次拉拔后硬度相对较高, 脆性亦相对较高, 并且针管型笔头采用打三点形成球座, 所形成的三条油槽面积较大, 相应的支承球珠的面积就比较小, 因此, 该种笔头的磨损相对比较严重, 我们收集了5种针管型笔头, 与同一种墨水 (M-2黑) 匹配, 得到的结果见表16。
从表16可以看到, 磨损最严重的笔头总磨损量达到了25.4μm, 平均磨损达到了4.44μm/100m, 总体平均磨损达到了2.518μm/100m。
同样采用M-2黑中性墨水匹配的另外3种笔头, 因为是采用易切削不锈钢线材加工, 油槽为3-5条, 球座底部支承球珠的面积相对要大一些, 磨损状况大为改观, 得到的结果就大相径庭 (见表17) , 平均磨损达最大为1.18μm/100m, 总体平均磨损仅为0.977μm/100m。
3笔头的加工精度
笔头加工精度主要是针对球座底部表面粗糙度而言, 由于加工机床的不同, 加工工艺的不同, 加工刀具的不同, 以及切削液的不同等等, 造成笔头的球座底部表面粗糙度相差很大, 据初略统计在Ra0.902-5.54μm之间, 在同样墨水的条件下, 粗糙度大的笔头相对磨损就严重。为了证实上述判断的正确性, 我们将11种均采用易切削不锈钢线材加工的笔头, 分别匹配黑、蓝、红三种墨水, 检测磨损量的结果见表18。
一次，同班的男同学小毛头看中他的一只新圆珠笔，软磨硬泡非要买。马小陶知道这只圆珠笔是一元钱买的。可他就是沉得住劲儿，在讨教还价方面就是不松口。
课间十分钟，两个人都在谈论圆珠笔的事情。小毛头咬了咬牙，狠了狠心，答应两元钱买下这只漂亮的圆珠笔。马小陶心里合计：这样就能用这支笔的钱再买两只新圆珠笔了。鸡生蛋蛋生鸡，如此往复，那就是滚雪球。想到这些，心里高兴，脸上却没有显露出来。只默默地点头表示成交。
小毛头接过马小陶递过来的新圆珠笔，嘴角眉梢马上就上扬飞起，高兴得脸上像开了花。上下左右地摆弄起新圆珠笔来。
上课铃声响起，马小陶着急地问：“什么时候给钱？应该一手交钱一手交货，这是交易的规矩。”小毛头脸色马上沉了下来，有些为难地说：“今天我没带钱啊，这样吧，明天给你带来，放心吧，一定给你的。”说完，跑着进了教室。
小毛头有过不讲信用的历史，马小陶为了防止这次小毛头骗自己。就和自己的同桌讲了这件事情。同桌看到马小陶的新圆珠笔握在小毛头的手上，偷偷提醒马小陶说：“可别轻易相信他，万一他失信不给你钱，圆珠笔笔芯还使完了，你咋办？小心鸡飞蛋打。”马小陶心里也犯了嘀咕，可暂时只能这样，眼看着新圆珠笔在小毛头手上用着。
期待的时光总是过得很慢，夜晚显得那么的长。马小陶夜里醒了几次天还没亮。
迷糊中还做了个梦，梦见小毛头递给自己两元钱，那钱还是新票，抖抖还“刷刷”响。自己冲着太阳高高举起那两张新票，然后仰头把钱慢慢贴在自己的两个眼睛上。算计着用这钱买更多的新圆珠笔，更多的同学拿着自己给他们的圆珠笔写字，心里那个美啊！突然，一阵大风吹过，把那两张新钱给吹飞了，飞得很高很高，不一会儿，就没了踪影。马小陶追着钱上蹿下跳，够不到急得大声喊起来。这一喊，竟把自己给喊醒了。
这个梦难不成有什么预兆？马小陶心里开始打起鼓来。
这天起床格外早，早饭都没吃完，拿着一个肉包子边走边吃，背着书包就往学校走。他希望早点看到小毛头，好早点把那两元钱要过来。之后马上放到裤兜里，绝不拿到太阳下看。这样想着，上学的路似乎短了很多，每天走二十分钟的路程，今天竟只用了十五分钟。
学校门口没看到小毛头，教室里也没看到小毛头。教室里除了值日生之外，自己到的最早。值日生很诧异地问：“你为什么来这么早啊？”马小陶笑笑说看会书。
书看了都好几页了，全班同学几乎都到齐了，还不见小毛头的身影出现。马小陶预感到拿回自己的新圆珠笔钱真是有点悬了。
自习课铃声快要响起的时候，小毛头满头大汗地出现在座位上。他不敢正眼看马小陶。马小陶写个纸条扔给小毛头。纸条上面写着：两元钱！小毛头把纸条扔回来的时候，马小陶看到自己写的三个字前面多了一行字：“圆珠笔笔芯没油了，不能用。”
小毛头说话不算话还懒惰，自己非要教训教训他不可。他这样想反倒不着急了，心里琢磨着，自己该怎么办才能要回新圆珠笔呢？
自习课铃声响起，班主任老师托着一大堆作文本放到讲台上，要求同学们写一篇小短文。题目是：发生在我身边的一件事。看着黑板上老师写的作文题目。马小陶忽然眼前一亮，刚才正愁怎么想法子教训教训这个不守信用且懒惰的家伙儿，这可是个千载难逢的好机会。他稍稍整理一下思路就开始动笔写起来。
当马小陶写作文的笔停下来的时候，一篇短文完成了，他第一个交给了老师。老师很惊讶，平常他从来都是跟着大溜交作文的，今天怎么会先交作文？老师很好奇他的作文写了什么，趁别的同学还在写作文的空当，老师细细看了马小陶的作文内容。
刚开始，老师的眉头拧在一起，马小陶的心也跟着缩紧。到最后，老师的眉头舒展开来。作文本合上的时候，老师的目光直接投向马小陶，非常慈爱和欣赏地看着他，脸上堆满了灿烂的微笑。马小陶红着脸低下了头。
自习课之后，老师把马小陶和小毛头都叫到了办公室。先问小毛头，他的新圆珠笔是不是马小陶的？小毛头支吾着点头。老师让小毛头把整个事情的经过说出来。小毛头说的和马小陶作文本里的内容一模一样。老师最后问小毛头：“那你准备怎么办？”小毛头从裤兜里掏出新圆珠笔还给马小陶。
老师让马小陶先走小毛头留下。马小陶知道，老师肯定在批评小毛头。
当小毛头从老师办公室回来的时候，红着脸正式向马小陶道歉说：“马小陶同学，我错了。不该欺骗你，以后再也不这样了，我一定改正。希望你能监督我。再有，老师把你的作文拿给我看了，我没想到你卖圆珠笔是想买更多的新笔给贫困的同学免费使用。你的想法非常高尚，我的做法和你差得太远了，以后多多帮助我，可以吗？”小毛头的脸很红，但表情却非常真诚。
钢笔是自来水笔的一种，它的老祖宗是古代的羽毛管蘸水笔。羽毛管蘸水笔书写时很不方便，这种笔不仅需要经常蘸墨水，而且写着写着就会变粗，于是人们便在笔管里装上一个小“墨水瓶”—胶囊，用来储藏墨水，又换上了一只钢笔尖，就成了“自来水笔”这种笔虽然比羽毛管蘸水笔耐用，但书写时常常不出水。一个叫沃特曼的美国人，在钢笔尖中央钻了一个小圆孔，并使圆孔与笔尖之间开叉。这种笔下水流利，才成了名副其实的自来水笔。
当你从口袋里抽出自来水笔写字时，打开笔帽，墨水有时会漏了出来，这是因为笔帽上的小孔被脏东西堵住了的缘故。你可别小瞧笔帽上的小孔，它有着特殊的作用。自来水笔插在口袋里，温度不断升高，笔内空气压力不断增大，骤然打开自来水笔，压力一下子减小，笔管里的压力仍旧那么大，墨水便被挤出来了。有了这个小孔，笔内外的压力就平衡了，墨水就不会被挤出来。
钢笔出现后，圆珠笔也发明出来了。圆珠笔是匈牙利的一个工人发明的。他利用印刷滚筒原理，把自来水笔的笔尖改成一颗小钢珠，笔杆里灌满印油，随着钢珠在纸上滚动，把油墨带出，形成字迹，这就是世界上最早的圆珠笔。我们现在使用的圆珠笔就是由此发展而来的
我由三部分组成：笔帽、笔杆和笔芯。我全身黑白相间，小巧的笔帽可以随时挂在小主人的口袋里。笔杆圆圆的，是用塑料做的，握在手里真舒服。笔杆是我的衣服，笔芯藏在我的肚子里，它长约 10cm ，里面装满油墨。笔芯前端有一根长约 1cm 的金属管。笔尖有一个小小的滚珠。每当小主人要写字的时候，我就高兴地跳出来对小主人说：“让我来帮你写吧!”小主人拿着我可以写出漂亮的字。
每当小主人遇到困难垂头丧气的时候，我肚子里的弹簧就会鼓励他说：“困难像弹簧，看你强不强，你强它就弱，你弱它就强。”小主人听了以后，就又有了战胜困难的信心。
虽然我是一支小小的圆珠笔，但是我要全心全意为小主人服务，陪伴快乐地成长。
小朋友，你听了我的自述，喜欢我吗?
总评：
裕峰小朋友，你是一个十分聪明的孩子。你能展开想象的翅膀，运用第一人称叙述的方式，采用了恰当的拟人手法，把圆珠笔的构造、功能等方面的特点生动地呈现在读者面前，赋予了平实无味的静物以生机活力，给人留下了深刻的印象。
三千多家制笔企业、二十余万从业人口、年产圆珠笔四百多亿支……中国已经成为当之无愧的制笔大国。但一连串值得骄傲的数字背后，却是核心技术和材料高度依赖进口、劣质假冒产品泛滥的尴尬局面。日前，李克强总理在山西太原主持的一个座谈会上，就透露出一个秘密：“去年，我们在钢铁产量严重过剩的情况下，仍然进口了一些特殊品类的高质量钢材。我们还不具备生产模具钢的能力，包括圆珠笔头上的圆珠，目前仍需进口。”
作为世界制造业大国，为何我们却无法实现一个小小零件的完全自主研发和生产？“圆珠笔之问”更是“中国制造业之问”。
据介绍，1948年，中国第一支国产圆珠笔在上海丰华圆珠笔厂诞生。目前全国3000余家制笔企业中，规模较大的企业有250余家。制笔行业专家和企业负责人普遍认为，我们国家能自己造出宇宙飞船、原子弹，为什么生产一个小小的圆珠笔头的“球珠”，钢材却要长期依赖进口？不是因为这个技术有多难，而是没有足够的动力去研究。
“我们公司曾经研发出一款新笔，当时刚出来的时候净利润6毛8分一支，非常受市场欢迎。但一夜之间，40多家企业都开始生产一模一样的笔，利润一下子降到了每支4毛，这款新笔不久就被跟死了”。浙江光华文化用品有限公司董事长丁樟荣尴尬的背后，是山寨企业的得意洋洋。知识产权等法律体系的不完善，让创新带有了本不应有的“公地悲剧”，失去了对创新应有的激励，既抬高了创新的成本，又影响了企业的创新激情。
“相对于钢铁产业，制笔是个体量很小的行业。比如，一家钢铁厂一天的产量，可能够制笔行业消化一年。”中国制笔协会名誉副理事长陈三元说。对钢厂而言，这点利润微不足道的，它没有动力去搞研发生产，而制笔企业也没有足够力量，因而依赖进口。
有关专家表示，实际上，万宝龙、派克等国际知名制笔企业在中国都有代工厂，这证明就工艺水平来说，目前国内一些知名企业的产品不比国外的差。但由于核心技术缺失，我们从生产加工到国际标准制定都缺乏主动权。而在“中国制笔之乡”浙江省桐庐县分水镇，全镇现在共有制笔及配套企业739家，圆珠笔年产能已达180多亿支，但大部分企业仍然从事产业链最低端的加工组装。
当然，也有人说，“这么小量的一个产品，又不是国计民生的重要产品，有啥意义非得自己做？”有关专家表示，一个小小圆珠笔的问题，也是我国制造业很多领域都面临的问题。总理拿笔芯做例子，目的是督促中国产业升级，但不能将大量目光仅盯在笔芯等个别产业上；要转向高附加值的原材料出口，不要总是搞些初级原材料出口。在关键的基础产业和应用产业，一定要有自主知识产权才行。
中国制造向中国创造的经济转型，才是助推中国经济真正腾飞的核动力。看似一个小小的笔芯，却无疑是对当前的“双创”号角发出的一道警世恒言。
媒体评点：总理的“小小‘圆珠’拷问中国制造”。当前要实现由中国制造向中国创造的跨越和转型，显然不能单凭举国体制的专注投入就能水到渠成，更需要为市场主体的创新营造一个既具透明型担保、又具防护型保障的公共服务体系，为市场提供试错容错的机制，让创新成为企业在市场竞争中克敌制胜的法器。（刘晓忠《新京报》）
话题拓展：从中国制造走向中国创造；保护知识产权；创造与创新；呼唤“工匠精神”；警醒与反思……
（资料来源：《新京报》、中国青年网 新华网等）
编辑/华放 关晓星
主成分分析(Principal component analysis,PC A)是一种多元统计分析的方法,适用于解决多指标的综合问题。主成分分析主要广泛应用于数据降维、变量提取和压缩、样品分类和聚类等方面。目前,已有学者将主成分分析法应用于苹果品种的鉴别[1]、矿泉水的分类[2]、赤芍的真伪鉴别[3]、人体气味的研究[4]等方面,并取得良好效果。本文尝试以油墨中的染料为分析变量,对104个国内外不同品牌的蓝色圆珠笔样品进行分类研究。
1 PCA模型的建立
PCA是将原变量进行转换,使新变量是原变量的线性组合,而且使用较少的新变量最大限度地表征原变量的数据结构特征,同时不丢失信息。主成分分析的目的就是将数据降维,以消除众多信息共存中相互重叠的信息部分。
设有n个样本,每个样本由p个指标x1,x2,…,x1描述,则原始数据可表达为矩阵X
1.1 对原始数据进行标准化处理
由于用于同一分类中所同时使用的几种特征的类型可能有较大差别,即数据间不仅量纲不一样,其绝对值大小有时会相差几个数量级,因此数据的标准化处理在主成分分析中是非常重要的。
式中,xij为标准化数据。经过标准化处理的变量权重相同,均值为0,方差为1。
1.2 计算相关矩阵的特征值并对其进行排序
1.3 计算各主成分的方差贡献率αk和累积方差贡献率α(k)
方差贡献率αk表示第k个主成分提取原始变量的信息量,累积贡献率α(k)表示前k个主成分保留的原始变量的信息量。
1.4 确定主成分的个数
在主成分分析法中有数种试探性判据和统计学判据用于主成分数的确定,如方差百分数判据、特征值1判据,Scree检验和交互验证(Cross Validation)。在实际应用中,一般选择α(k)≥85%。
2 实验部分
2.1 仪器、试剂与样品
Waters 600高效液相色谱仪,Waters 2996 PDA检测器(美国Waters公司);色谱柱:XterraTM MS C18色谱柱5.0μm 150×3.9mm (美国Water公司);Millipore超纯水器(美国Millipore公司);0.45μm微孔滤膜。
碳酸氢氨,罗丹明B (C.I.45170,北京化工厂,中国),甲基紫(C.I.42535,Fluka,瑞士),结晶紫(C.I.42555,Acros Organics,美国),碱性艳兰B(C.I.44045,SigmaAldrich,美国),碱性艳兰BO (C.I.42595,Sigma-Aldrich,德国),铜酞菁(C.I.74160,Acros Organics,美国),以上试剂皆为分析纯。乙腈(色谱纯,Merck,德国),实验用水为超纯水。中国、中国香港、中国台湾、韩国、日本和德国等生产的104支蓝色圆珠笔(国内市场销售)。
2.2 标准溶液的配制
分别称取5 mg罗丹明B、甲基紫、结晶紫、碱性艳兰B、碱性艳兰BO、磺化铜酞菁等标准品,用水溶于10mL容量瓶中,得到0.5mg/mL的标准溶液。
2.3 样品的制备方法
将各种圆珠笔芯样品,在A4复印纸上划线,书写时保持笔力均匀,用洁净的手术刀截取笔迹10cm,放入小试管中,加入1mL提取剂(乙腈:水=60:40,v/v),静置提取10min,用0.45μm微孔滤膜过滤,将提取液按2.4色谱条件进样分析。
2.4 色谱条件
流动相:A:0.010mol/L NH4HCO3,B:乙腈;洗脱方式:0min (35%A,65%B)一12 min(25%A,75%B)→45min(35%A,65%B);流速:0.8mL/min;进样量:10μL;柱温:25℃;检测波长:200～800nm。
3 结果与讨论
3.1 染料标准品的色谱和光谱信息
蓝色圆珠笔油墨中的有色成分是由不同的有机染料组成,主要包括三苯甲烷类,如结晶紫、甲基紫、碱性品蓝、碱性艳蓝B、碱性艳蓝BO,酞菁类如铜酞菁和荧光类染料如罗丹明B等。在本文实验条件下各染料标准品的相关色谱、光谱信息(见表1)。各标准品的色谱图(见图1)。
色谱条件:洗脱溶剂为A:碳酸氢铵(0.01 mol/L),B:乙腈,梯度洗脱程序:0 min (35%A,65%B)→12min (25%A,75%B)-45min (35%A,65%B),进样量10μL;流速0.8 mL/min;柱温25℃;检测波长580nm。
3.2 样品数据的标准化处理
将所有样品色谱峰的保留时间按从小到大顺序排列起来,并把相同保留时间的峰对齐,如果某一样品不含有某种染料成分,其峰面积记作0。记录色谱峰峰面积,将各组分峰面积与所有峰面积之和相比,得到峰面积的百分比,这样就得到初始变量矩阵。本文采用MATLAB 6.5软件中的主成分分析程序对原始数据进行标准化处理,再进行主成分分析。
3.3 主成分的贡献率及其筛选
表2描述主成分分析初始解对初始变量总体描述情况,第一列为主成分数,第二列是因子变量的方差贡献(特征值),它是衡量因子重要程度的指标。第一行中的特征值是3.2639,表示第一个因子描述原有变量方差中的3.2639,后面因子描述的方差依次减少。第三列是各个因子变量的方差贡献率,表示该因子描述的方差占有原有变量总方差的比例,它的值是第二列的特征值除以总方差的结果。第四列是因子变量的累计方差贡献率,表示前m个因子描述的总方差占原有变量总方差的比例。从表2可以看出总方差88.6372%的贡献来自前3个因子,即一个3因子模型解释实验数据的88.6372%,而主成分1与主成分2这两个分量已包含样品较大部分信息。
载荷因子能反映各指标对主成分贡献的大小,载荷因子的符号表示各指标对改变主成分值的增减效果。从表3可以看出,TCP、TPR、MV在第1主成分中有明显的正向载荷,分别为0.0414、0.5004和0.5282,这表明第1主成分随着它们的增加而增大;而VBBO则对第1主成分有较强的负载荷,为-0.4018,这说明随着VBBO相对含量的增大,第1主成分的值会减小。因此,当某样品第1主成分值大时,必然有TCP、TPR、MV的相对含量较高,而VBBO的相对含量较低等特点。
注:SCP:磺化酮酞菁,TCP:碱性品蓝脱甲基,TPR:碱性品蓝,MV:甲基紫,CV:结晶紫,VBB:碱性艳蓝B,VBBO:碱性艳蓝BO。
Unknown和CV在第2主成分中有明显的正向载荷,其值为0.5223和0.4019。因此,当某样品中第2主成分值大时,必然有Unknown和CV这两种染料成分的相对含量较高。这说明第2主成分基本反映Unknown和CV这两种染料的信息。
从第3主成分看,SCP和VBB具有较正的正向载荷,因此,当某样品的第3主成分值较大时,必然有SCP和VBB的相对含量较高的特点。
可见,提取3个主成分基本可可以反映全部变量的信息,故原来的8个变量可用3个新变量来表示,即PC1、PC2和PC3。
3.4 主成分分析法对104支样品的聚类
以主成分1 (PC1)为横坐标,主成分2 (PC2)为纵坐标,将104支样品点分别标入一二维坐标系中,将较近的圈在一起得图2。
图2显示的每个点都由原来8维空间的样品点降维映射而来,反映104个样品的分类情况,根据图中各样品点的位置,大致可将104个样品分为4类;1、2、101、102、103号样品为第I类,这类样品位于第四象限的右下部分,具有较正的PC1得分,其共同点是TPR和MV的相对含量较高;第II类样品为86、87、88、89、90、91、92、93、94、96、97、98、99、100号样品,它们位于第三象限的左下部分,具有较负PC1得分,它们的共同点是VBBO的相对含量较高,而MV的相对含量较低;因此,只采用第1主成分就可将第Ⅰ和第Ⅱ类样品完全区别开来。
第Ⅲ类中的样品聚类比较分散,且包括的样品比较多,大部分位于第四象限的左上部分;与相比第III类,第Ⅳ类样品的聚类则显得更为紧凑,说明这类中样品间的差异性比较小,即油墨中各个染料的相对含量具有相似性。从图中可以看出,这两类样品的第1主成分得分的差异性不太明显,即具有相似的PC1得分。
在主成分分析中,如果样品因具有相似的PC1得分而不能得到较理想的识别,采用主成分2 (PC2)和主成分3(PC3)对其投影将会增强这类样品的相互识别。因此,剔除第I类和第Ⅱ类的19支样品,对剩余的85支样品进行主成分分析。以PC2为横坐标,PC3为纵坐标对其投影(见图3)。
图3显示,除少数样品较为分散外,其余样品清晰的聚为两类。第III类中的样品具有正的PC3得分和负的PC2得分,其共同点是SCP和VBB的相对含量较高;第Ⅳ类中的样品具有正的PC2得分和负的PC3得分,它们的共同特点是Unknown和CV的相对含量较高。
4 结论
本文采用高效液相色谱和主成分分析法对国内外不同品牌的蓝色圆珠笔104支样品进行聚类分析,结果表明,不同品牌的样品因为油墨中染料组分的差异可以相互区分开来。
参考文献
[1] 何勇,李晓丽,邵咏妮.光谱学与光谱分析,2006,26(5) :85～88
[2] Maurizio C,Angelo D G,Annarosa M,Angela T.J Sci FoodAgr,1998,76:533-536
[3] 程存归,李丹亭,陈建华等.中国药学杂志,2006,41(8) :580～582
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