冷烧结技术在月球砖制备中的应用潜力

作     者：刘镇 李金平 孟松鹤 LIU Zhen;LI Jinping;MENG Songhe

作者机构：哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 

出 版 物：《空间科学与试验学报》 (Journal of Space Science and Experiment)

年 卷 期：2024年第1卷第2期

页      面：49-54页

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(12090034,U22B6009) 中央高校基本科研业务费专项资金(2022FRFK01001) 

主　　题：冷烧结 月壤 原位资源利用 月球基地 月球砖 

摘      要：烧结月球土壤制备月球砖,是建造月球基地有效的原位资源利用方法。然而,传统高温烧结存在高能耗的弊端,不利于月面初期建造。冷烧结是超低温致密化陶瓷的工艺,为克服上述问题提供了一种解决策略。本文采用120℃、100 MPa和15%10 mol/L氢氧化钠和90 min的冷烧结工艺,制备出月海和高地两种类型的模拟月壤块体材料,样品的密度分别达到2.33 g/cm^(3)和2.31 g/cm^(3)。在模拟月面环境下,样品的强度保持率分别达到94%和95%,热导率和热膨胀系数均低于地球混凝土,表明样品在月面极端环境中具有较高的可靠性。此外,冷烧结设备的能耗仅为0.79 kW·h,与传统高温烧结工艺相比节省了90.7%的电能。因此,冷烧结工艺在节能制造高强度和耐久性的月面建筑材料领域具有广阔的应用前景。