工程用模拟月壤及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种工程用模拟月壤及其制备工艺，所述模拟月壤具有多层结构设计，包括基础矿物结构层、表面活性控制层和模拟空间环境效应层。基础矿物结构层由改性橄榄石、富钛玄武岩、稀土掺杂斜长石、磷酸钙矿物、纳米铁粒子和玻璃质矿物按特定比例组成；表面活性控制层采用原子层沉积技术在矿物颗粒表面形成纳米氧化物层；模拟空间环境效应层通过低压氦离子轰击和紫外线照射形成。制备工艺包括智能化分级粉碎、矿物相变控制、表面改性与活化处理和多参数同步调控等工艺。该模拟月壤可根据不同月球区域特性定制化生产，与真实月壤物理特性匹配度超过90%，显著提高了月球探测装备地面测试精度，为月球就地资源利用和月球基地建设提供技术支撑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料科学与航天工程，尤其涉及工程用模拟月壤及其制备工艺。

技术介绍

1、月球是人类探索太空的第一站，也是未来深空探测的重要基地和补给站。在月球探测、月球基地建设以及月球资源开发等工程中，月壤作为主要的工程介质，其物理、化学特性对相关工程装备的设计和测试具有重要影响。由于真实月壤资源极其稀缺且难以获取，研制性能接近月壤的模拟材料成为支撑月球工程发展的关键技术之一。

2、在现有技术中，模拟月壤通常根据月球返回样品或遥感数据，选取地球上与月球表面物质成分和特性相似的材料进行配制。中国专利技术专利cn102288472b公开了一种工程用模拟月壤及其制备工艺，该专利选取吉林省辉南县金川地区火山灰作为模拟月壤的原料，模拟月壤由3目、4目、8目、10目、18目、40目、60目、160目和200目共九种粒径火山灰依据各自的重量百分比配制而成；其制备工艺包括有原料选取、火山渣晾晒、火山渣粗碎和烘干、火山渣制粉和成品制备工序；该技术的制备周期和控制指标均符合工程用模拟月壤的要求。

3、然而，现有模拟月壤技术存在以下不足：

4、本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种工程用模拟月壤的制备方法，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，所述基础矿物结构层中，改性橄榄石的质量百分比为20-40%，富钛玄武岩的质量百分比为15-30%，合成斜长石的质量百分比为15-45%，磷酸钙矿物的质量百分比为3-15%，纳米级铁粒子的质量百分比为2-7%，玻璃质矿物的质量百分比为5-10%。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中改性橄榄石的制备包括：将橄榄石原料粉碎，过筛后在等离子体处理装置中进行表面纳米结构改性；富钛玄武岩的制备包括：将富钛玄武岩矿石经分级粉碎后在电磁感应加热炉中快...

【技术特征摘要】

1.一种工程用模拟月壤的制备方法，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，所述基础矿物结构层中，改性橄榄石的质量百分比为20-40%，富钛玄武岩的质量百分比为15-30%，合成斜长石的质量百分比为15-45%，磷酸钙矿物的质量百分比为3-15%，纳米级铁粒子的质量百分比为2-7%，玻璃质矿物的质量百分比为5-10%。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中改性橄榄石的制备包括：将橄榄石原料粉碎，过筛后在等离子体处理装置中进行表面纳米结构改性；富钛玄武岩的制备包括：将富钛玄武岩矿石经分级粉碎后在电磁感应加热炉中快速加热急冷形成微观应力结构；合成斜长石的制备包括：通过稀土元素掺杂调整晶格结构。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述原子层沉积技术选自al2o3沉积、tio2沉积、fe2o3沉积或其组合，形成厚度为2-10nm的复合纳米层；沉积后通过表面活性调控工艺调整表面羟基密度和活性位点分布。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述低压氦离子轰击处理在10⁻6pa真空环境下进行，氦离子能量为1-3kev，束流密度为3-8μa/cm²；所述紫外线照射工艺采用波长为150-200nm的紫外光源，在10⁻³pa真空环境下照射48-120小时。

6.一种基于权利要求1-5任一项所述制备方法制得的工程用模拟月壤，其特征在于，所述模拟月...

【专利技术属性】
技术研发人员：史金权，孙浚博，刘汉龙，王翔宇，
申请(专利权)人：重庆大学溧阳智慧城市研究院，
类型：发明
国别省市：