發(fā)布時間：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)及有效利用對于減少月球開發(fā)過程中對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其成型技術的開發(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體零器件、藝術品等的先進工業(yè)技術,可實現(xiàn)高熔點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,地球上的真實月壤存量極少,難以滿足科學研究及工程應用的大量需求,因此各種模擬月壤被研制出來并應用于科學研究。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,從而導致模擬月壤和真實月壤之間可能存在著一定的差異,因此對模擬月壤成型過程中的各組分的物理化學演變規(guī)律及燒結特點進行研究,有助于對成型工藝和設備進行針對性的改善,為真實月壤在高真空月表環(huán)境下的成型技術發(fā)展打下堅實基礎�；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)管式爐燒結和激光燒結兩種方式對兩種模擬月壤進行成型試驗,研究我國自主開發(fā)的玄武巖型模擬月壤在燒結過程中的成分演變規(guī)律以及成型特點。主要研究工作和結果總結如... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院重慶綠色智能技術研究院)重慶市

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：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特性，需將兩種模擬月壤粉末壓制成??片，在管式燒結爐中進行燒結。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目鋼篩對兩種模擬月壤進行篩選，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干燥粉末置于內徑為２０?ｍｍ的圓柱形不銹鋼模具中，在??２４?ＭＰａ壓力下進行壓制，保壓４?ｍｍ，制成厚度約為１ｍｍ的薄片，以進行常規(guī)燒??結�？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現(xiàn)，因??此本試驗在激光燒結成型過程中，采取盡可能接近于真實模擬月壤尺寸分布的粉??末材料，即不進行粉末篩選程序。進行激光燒結試驗之前，同樣對兩種模擬月壤??材料進行干燥處理，干燥條件與常規(guī)燒結一致。??■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章試驗村料及試驗內容???２．２試驗設備及樣品制備??２．２．１常規(guī)燒結設備及樣品制備??將兩種模擬月壤的壓坯置于石英舟中的ＡｈＯ；片上，放進如圖２．３所示的國產??貝意克ＢＴＦ－１２００Ｃ型開啟式管式爐中對壓坯進行燒結。真空燒結過程中，使用ＲＶ８??型真空泵進彳Ｔ真空燒結過程中的真空度控制，真空度由真空規(guī)管測定并在測試儀??的顯示器ｈ顯示，當真空度達到２．０－５．〇ｘ?ｌＯ＾ｍｂａｒ后，以］ｓａＣ．ｍｕｒ１的升溫速度對??燒結爐進行升溫，并在目標溫度下保溫１５ｍｍ。目標溫度分別設定為６００、７００、??８００、９００、１０００、１０５０、１１００和１１５０°Ｃ。大氣燒結試驗也在ＢＴＦ－１２００Ｃ型開啟式??管式爐中進彳丁，燒結過程中保持燒結爐內為開放環(huán)境，升溫速度和保溫時間與真??空燒結試驗相同。燒結完成后，打開管式爐的蓋子，進行快速自然冷卻。??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打印設備及樣品制備??模擬丨Ｐ襄的激光燒結成甩試驗在中Ｗ科學院重慶綠色智能技術研宄院機器人??與３Ｄ打印技術創(chuàng)新中心自主研發(fā)的３Ｄ打印設備ＬＵＮＡＲ丨．０?ｈ完成，ＬＵＮＡＲ丨．０??主要由光學系統(tǒng)、鋪粉系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和機械運動主系統(tǒng)等邰分ｍ成。光學系統(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。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】：
期刊論文
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本文編號：3400472