【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及模拟月壤制备技术、月球原位资源利用领域，具体涉及一种再现月球演化进程的高钛模拟月壤制备方法。
技术介绍
1、由于月壤样品的稀缺性，制备模拟月壤并开展相应的试验研究是有效可行的途径。月壤是熔融后冷却的月岩受到陨石撞击、大温差热胀冷缩破裂等地质作用而形成的，目前的模拟月壤通常是选取与月壤具有相似成分的源岩，经过破碎筛分和混合等工艺制备而成，制备过程与月壤的实际形成过程不符，导致制备的模拟月壤在颗粒类型和几何形态等方面与真实月壤有一定的差异。
技术实现思路
1、为克服现有模拟月壤制备工艺的不足，本专利技术提供了一种再现月球演化进程的高钛模拟月壤制备方法，制备的高钛模拟月壤可以还原真实高钛月壤的成分、物理及力学性质。同时，其颗粒形态复杂，与真实月壤的颗粒具有较好的一致性。
2、为了实现上述目的，本专利技术涉及：一种再现月球演化进程的高钛模拟月壤制备方法，包括如下步骤：
3、步骤一、根据真实高钛月壤的化学和矿物成分，选取相应的吉林长白山火山灰粉末、四川攀枝花市钛铁矿粉末作为原料，所述火山灰粉末、钛铁矿粉末粒径为微米级；
4、步骤二、利用粉末搅拌机将步骤一选取的火山灰粉末、钛铁矿粉末混合均匀后加入一定的造孔剂，再次搅拌；火山灰、钛铁矿粉末和造孔剂的质量比例为7:3:5；
5、步骤三、利用万能试验机和粉末压样模具将步骤二得到的粉末混合物料压制成圆柱体；
6、步骤四、将步骤三中压制成型的圆柱体置于高温气氛炉中，对气氛炉抽真空
7、步骤五、对步骤四得到的烧结产物进行机械破碎，然后使用标准筛将破碎的颗粒筛分成不同粒径的粒组，干燥后密封保存；
8、步骤六、将步骤五中不同粒径的粒组按照真实月壤的级配进行混合，从而制得高钛模拟月壤。
9、可选地，所述钛铁矿粉末为具备一定磁性的四川省攀枝花市的钛铁矿粉末。
10、可选地，所述造孔剂为碳酸铵、碳酸氢铵或聚甲基丙烯酸酯。
11、可选地，所述步骤三中万能试验机的压力为15～20kn，压制持续时间为30～60s。
12、优选地，所述步骤六中不同粒组的混合比例按照真实月壤级配曲线确定，具体为：
13、100％的颗粒粒径尺寸小于2mm，允许误差为±0％，
14、92％的颗粒粒径尺寸小于1mm，允许误差为±1％，
15、85％的颗粒粒径尺寸小于0.5mm，允许误差为±1％，
16、76％的颗粒粒径尺寸小于0.25mm，允许误差为±5％，
17、58％的颗粒粒径尺寸小于0.1mm，允许误差为±10％，
18、53％的颗粒粒径尺寸小于0.075mm，允许误差为±10％，
19、30％的颗粒粒径尺寸小于0.03mm，允许误差为±10％，
20、0％的颗粒粒径尺寸小于0.005mm，允许误差为±0％；
21、混合后，制得的高钛模拟月壤的级配曲线与真实月壤接近。
22、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
23、(1)根据本专利技术的构思，提出一种再现月球演化进程的高钛模拟月壤制备方法，首先选取与真实月壤具有相似化学矿物成分的火山灰以及钛铁矿作为原材料并进行物理化学成分分析；将其破碎、研磨及干燥后，加入一定量的造孔剂并搅拌均匀；使用万能试验机将粉末混合物压制成型，放入高温气氛炉中在保护气氛下高温烧结；对烧结冷却后的多孔基质物进行机械破碎处理，然后使用标准筛将破碎颗粒筛分成不同粒径的粒组；按照真实月壤的级配进行混合，最终得到高钛模拟月壤。如此，本专利技术的制备工艺简单、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，制得的模拟月壤与高钛月壤具有相似的化学及物理力学性质。
24、(2)在原料中加入钛铁矿粉末，可以较好地还原真实高钛月壤的化学和矿物成分。
25、(3)通过高温气氛炉烧结技术使火山灰粉末和钛铁矿粉末紧密粘结，同时高温使原材料熔融产生一定量的玻璃体，可以一定程度上再现月壤由于陨石撞击产生的高温而熔融的地质作用；通过造孔剂造孔得到的多孔基质物可以模拟真实月岩的多孔结构；机械破碎方式可以模拟陨石撞击月岩生成月壤的地质过程。如此，使得制备的模拟月壤在成分、颗粒形状等方面更加趋近于真实月壤，对于进一步深入研究月壤性质具有重要意义。
26、(4)通过在原料中改变钛铁矿粉末的含量，可以制得低钛、中钛和高钛模拟月壤，从而灵活模拟月球不同地区的真实月壤；通过改变造孔剂的种类及含量，可以制得各种不规则颗粒形状的模拟月壤，与真实月壤具有更好的相似性。
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1.一种再现月球演化进程的高钛模拟月壤制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述山火山灰粉末为吉林长白山火山灰粉末；所述钛铁矿粉末为具备一定磁性的四川省攀枝花市的钛铁矿粉末。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述造孔剂为碳酸铵、碳酸氢铵或聚甲基丙烯酸酯。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤三中万能试验机的压力为15～20kN，压制持续时间为30～60s。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤六中不同粒组的混合比例按照真实月壤级配曲线确定，具体为：
【技术特征摘要】
1.一种再现月球演化进程的高钛模拟月壤制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述山火山灰粉末为吉林长白山火山灰粉末；所述钛铁矿粉末为具备一定磁性的四川省攀枝花市的钛铁矿粉末。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述造...
【专利技术属性】
技术研发人员：周宁希，陈健，黄珏皓，田宁，吴鹏，田铠玮，阎晓玲，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：
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