本发明涉及模拟月壤制备,尤其涉及一种模拟月壤中粘结集块岩的多物理场制备方法。
背景技术:
1、地月运输成本高昂,利用月壤资源制备关键结构材料,开展月面原位建造,是建设永久性月球科研站建设的必然选择。但由于月壤资源稀缺,国内外获得的月壤种类及数量有限,利用地球矿物研制与月壤相似的模拟月壤是国内外通行的做法。高保真模拟月壤的研发是支撑月球原位建造材料研究的关键基础。
2、月壤中存在一种关键组分-粘结集块岩。粘结集块岩是由陨石高速撞击月球土壤后,部分矿物熔融形成玻璃后粘结未熔融矿物后形成。粘结集块岩在月壤中含量丰富,按体积计算,粘结集块岩的比例约占40%-60%。因此月壤中关键组分粘结集块岩的制备成为实现高保真模拟月壤的核心技术。
3、迄今为止,国内外模拟月壤制备大多在模拟月壤的物理性质及化学组成上,制备出的模拟月壤缺乏关键组分粘结集块岩;并且,关于粘结集块岩的制备方法尚不完善,需要进一步的研究和创新。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服上述技术不足,提出一种模拟月壤中粘结集块岩的多物理场制备方法,解决现有技术中模拟月壤中缺乏关键组分粘结集块岩以及粘结集块岩的制备方法尚不完善的技术问题。
2、一种模拟月壤中粘结集块岩的多物理场制备方法,包括以下步骤:
3、选取与真实月壤化学组成和矿物组成相似的原材料;
4、将原材料经压制成型后置于放电等离子体烧结炉中进行高温烧结,经急冷后得到粘结集块岩;其中,高温烧结的过程在保护气氛下进行。
5、与现有技术相比,本发明的有益效果包括:
6、本发明的制备方法简单、高效,可规模化生产,制备过程一定程度上再现了月球演化进程中受到的地质作用;本发明制得的粘结集块岩具有与真实月壤中粘结集块岩相似的化学成分及纳微结构,且具有较好的一致性。
1.一种模拟月壤中粘结集块岩的多物理场制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述模拟月壤中粘结集块岩的多物理场制备方法,其特征在于,所述原材料的主体岩石类型包括玄武岩、斜长岩和辉长岩中的至少一种。
3.根据权利要求1所述模拟月壤中粘结集块岩的多物理场制备方法,其特征在于,所述原材料的粒径≤0.25mm。
4.根据权利要求1所述模拟月壤中粘结集块岩的多物理场制备方法,其特征在于,所述保护气氛为氮气、氦气、氩气中的至少一种。
5.根据权利要求1所述模拟月壤中粘结集块岩的多物理场制备方法,其特征在于,所述保护气氛的通入方式为:将所述放电等离子体烧结炉抽真空排出空气后再通入保护气氛。
6.根据权利要求5所述模拟月壤中粘结集块岩的多物理场制备方法,其特征在于,抽真空至≤20pa。
7.根据权利要求1所述模拟月壤中粘结集块岩的多物理场制备方法,其特征在于,所述高温烧结的过程中,施加的单轴压力为5-40mpa,最高烧结温度为800-1400℃,保温时间为5min-30min。
8. 根据权利要求1所述模拟月壤中粘结集块岩的多物理场制备方法,其特征在于,所述高温烧结的过程中,升温速率为50-200 ℃。
9. 根据权利要求1所述模拟月壤中粘结集块岩的多物理场制备方法,其特征在于,所述急冷的方式为:将烧结产物在5分钟内由最高烧结温度冷却至≤100 ℃。
10.根据权利要求1所述模拟月壤中粘结集块岩的多物理场制备方法,其特征在于,所述高温烧结的过程结束后,将烧结产物急冷至温度<100℃时卸除压力。
