發(fā)布時(shí)間：2021-09-18 16:34

　　月壤作為月球表面隨處可取的資源,其就地開發(fā)及有效利用對(duì)于減少月球開發(fā)過程中對(duì)地球資源的依賴和消耗具有重要意義。月壤的利用離不開對(duì)其成型技術(shù)的開發(fā)與研究,激光3D 打印是一種通過層層堆積的方式將數(shù)字化模型直接制造出實(shí)體零器件、藝術(shù)品等的先進(jìn)工業(yè)技術(shù),可實(shí)現(xiàn)高熔點(diǎn)材料的任意形狀制造,因此可能成為未來月壤成型的有效手段之一。然而,地球上的真實(shí)月壤存量極少,難以滿足科學(xué)研究及工程應(yīng)用的大量需求,因此各種模擬月壤被研制出來并應(yīng)用于科學(xué)研究。月表和地表的環(huán)境差異較大,而且月表各部分地理環(huán)境也有差別,從而導(dǎo)致模擬月壤和真實(shí)月壤之間可能存在著一定的差異,因此對(duì)模擬月壤成型過程中的各組分的物理化學(xué)演變規(guī)律及燒結(jié)特點(diǎn)進(jìn)行研究,有助于對(duì)成型工藝和設(shè)備進(jìn)行針對(duì)性的改善,為真實(shí)月壤在高真空月表環(huán)境下的成型技術(shù)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)�；诖�,本文以低鈦型玄武巖模擬月壤CLRS-1和高鈦型玄武巖模擬月壤CLRS-2為主要研究對(duì)象,分別在地球大氣條件和真空條件下,采用常規(guī)管式爐燒結(jié)和激光燒結(jié)兩種方式對(duì)兩種模擬月壤進(jìn)行成型試驗(yàn),研究我國自主開發(fā)的玄武巖型模擬月壤在燒結(jié)過程中的成分演變規(guī)律以及成型特點(diǎn)。主要研究工作和結(jié)果總結(jié)如... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院)重慶市

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１?模擬月壤差示掃描量熱曲線??

?模擬月壤激光３Ｄ打印成型機(jī)理研究???１．５ｔ???１１５２Ｔ：??＾１．０?——ＣＬＲＳ－２?ｒ／ｒ＾＾??一ＣＬＲＳ－１??，?ｒ??�。海海祝�?７－??ｓ：??－２．０??０?２００?４００?６００?８００?１０００?１２００??溫度／Ｘ：??圖２．１?模擬月壤差示掃描量熱曲線??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ?ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｉｃ?ｃｕｎ?ｅ?ｏｆ?ｓｉｍｕｌａｔｅｄ?ｌｕｎａｒ?ｓｏｉｌ??為了研究模擬月壤在不同氣氛中的燒結(jié)特性，需將兩種模擬月壤粉末壓制成??片，在管式燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)。但是由于模擬月壤的粒徑分布范圍較大，不利于??模壓成型，所以使用２００目鋼篩對(duì)兩種模擬月壤進(jìn)行篩選，篩選后顆粒尺寸分布??范圍仍較大，且保持如圖２．２所示的不規(guī)則尖銳形狀。將篩選后的粉末在１１０°Ｃ的??烘箱中干燥２４ｈ。將０．６?ｇ干燥粉末置于內(nèi)徑為２０?ｍｍ的圓柱形不銹鋼模具中，在??２４?ＭＰａ壓力下進(jìn)行壓制，保壓４?ｍｍ，制成厚度約為１ｍｍ的薄片，以進(jìn)行常規(guī)燒??結(jié)�？紤]到在月球表面超高真空、低重力的環(huán)境下，粉末篩選工序較難實(shí)現(xiàn)，因??此本試驗(yàn)在激光燒結(jié)成型過程中，采取盡可能接近于真實(shí)模擬月壤尺寸分布的粉??末材料，即不進(jìn)行粉末篩選程序。進(jìn)行激光燒結(jié)試驗(yàn)之前，同樣對(duì)兩種模擬月壤??材料進(jìn)行干燥處理，干燥條件與常規(guī)燒結(jié)一致。??■ＨＨ??圖２．２?篩選Ｖｉ模擬月壤顆粒微觀形貌（ａ）ＣＬＲＳ＿ｌ顆粒形貌？，（ｂ）ＣＬＲＳ－２顆粒形貌??Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ｓｉｅ＼ｅｄ?ｓｉｍｕｌａｔｅｄ?ｌｕｎｎｒ?ｓｏｉｌ?ｐａｒｔｉｃ

?第２章試驗(yàn)村料及試驗(yàn)內(nèi)容???２．２試驗(yàn)設(shè)備及樣品制備??２．２．１常規(guī)燒結(jié)設(shè)備及樣品制備??將兩種模擬月壤的壓坯置于石英舟中的ＡｈＯ；片上，放進(jìn)如圖２．３所示的國產(chǎn)??貝意克ＢＴＦ－１２００Ｃ型開啟式管式爐中對(duì)壓坯進(jìn)行燒結(jié)。真空燒結(jié)過程中，使用ＲＶ８??型真空泵進(jìn)彳Ｔ真空燒結(jié)過程中的真空度控制，真空度由真空規(guī)管測(cè)定并在測(cè)試儀??的顯示器ｈ顯示，當(dāng)真空度達(dá)到２．０－５．〇ｘ?ｌＯ＾ｍｂａｒ后，以］ｓａＣ．ｍｕｒ１的升溫速度對(duì)??燒結(jié)爐進(jìn)行升溫，并在目標(biāo)溫度下保溫１５ｍｍ。目標(biāo)溫度分別設(shè)定為６００、７００、??８００、９００、１０００、１０５０、１１００和１１５０°Ｃ。大氣燒結(jié)試驗(yàn)也在ＢＴＦ－１２００Ｃ型開啟式??管式爐中進(jìn)彳丁，燒結(jié)過程中保持燒結(jié)爐內(nèi)為開放環(huán)境，升溫速度和保溫時(shí)間與真??空燒結(jié)試驗(yàn)相同。燒結(jié)完成后，打開管式爐的蓋子，進(jìn)行快速自然冷卻。??ｉ?ＥＨｎ??Ｉ?—?ｉ．??一?－－??圖２．３?ＢＴＦ－１２００Ｃ甩開啟式管式爐??Ｆｉｇｕｒｅ?２．３?ＢＴＦ－１２００Ｃ?ｏｐｅｎ－ｔｙｐｅ?ｔｕｂｕｌａｒ?ｆｕｒｎａｃｅ??２?２．２?３Ｄ打印設(shè)備及樣品制備??模擬丨Ｐ襄的激光燒結(jié)成甩試驗(yàn)在中Ｗ科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研宄院機(jī)器人??與３Ｄ打印技術(shù)創(chuàng)新中心自主研發(fā)的３Ｄ打印設(shè)備ＬＵＮＡＲ丨．０?ｈ完成，ＬＵＮＡＲ丨．０??主要由光學(xué)系統(tǒng)、鋪粉系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和機(jī)械運(yùn)動(dòng)主系統(tǒng)等邰分ｍ成。光學(xué)系統(tǒng)??配備／輸出波長為８ＩＯｎｍ、直彳侖為３３０ｐｍ的聚焦激光束半每體激光器，激光輸出??功率為０？５０Ｗ，激光頭可在Ｘ、Ｙ和Ｚ三方向移動(dòng)。在３Ｄ打印過杓屮，使川招??刮刀將粉末刮平。使用Ａｌ２〇３板作

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3400472