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科佳真空爐助力科研-模擬月球的真空環境進行燒結測試
作者:科佳電爐 來源：原創 發表時間：2024-09-02 17:36:23
當前，我國正在全面推進探月工程四期，規劃包括嫦娥六號、嫦娥七號和嫦娥八號任務。主要目標是構建月球科研站基本型，開展月球環境探測和資源利用試驗驗證等 。這些任務的實施，將進一步推動我國航天技術的發展，加深人類對月球的認知。今年6 月 25 日，嫦娥六號任務已經圓滿成功，實現世界首次月背采樣返回。未來將要在月球南極建成一個基本型的科研站。
從2015年開始，華中科技大學在國內率先開始了相關的研究工作，一起進入前沿探訪
國家數字建造技術創新中心、華中科技大學教授表示 ：月球上建設科研站所用的材料是目前需要解決的難題，使用材料越少越好，這樣它的自重就比較輕，同時要進一步提高它的強度。相關的成果也剛剛發表在一個國際頂級的期刊上，為我們找到一種好的構型，能夠適應月面的極端環境來做一些研究工作。
華中科技大學丁烈云院士在《開學第一課》講解月球磚的制造
“月壤磚”從何而來？如何燒制？
“要想在月球上蓋房子，很重要的一個步驟就是我們首先要有材料。而月球上就是月壤，月壤通過什么樣的方式可以燒結成為磚？在實驗室，我們看到，一些研發人員在對如何燒結成月壤磚進行測試。
華中科技大學土木與水利工程學院：我們主要采用一種真空燒結的方式，對模擬月壤進行燒結成型。我們采用的石墨模具，內部有一個直徑18毫米的空腔。我們首先將模擬月壤的粉末裝填在內部，以石墨的壓頭對它進行壓實，壓實之后，再把它整個組裝好；然后連同石墨模具，放到一個真空的燒結爐內部進行燒結。這個燒結爐的真空度可以達到10的負2次方帕，它主要硅鉬加熱棒，通電之后就可以產生熱量。我們將模擬月壤和石墨放置在爐子內部，熱量就可以在抽真空之后，通過熱輻射的方式對材料進行加熱。
利用科佳真空燒結爐將材料燒到100多兆帕
在地球上利用真空爐模擬月球環境，燒制后的月壤磚的硬度遠遠高于混凝土
在地球上模擬月球的真空環境進行燒結測試是一項關鍵技術探索。通過特定的設備和工藝，創造出接近月球真空狀態的條件，在此環境下對用于建造的材料，如月球磚進行燒制。
關鍵在于精確控制環境參數，包括氣壓、溫度等。在約 24 小時的燒制過程中，溫度的變化曲線需根據材料特性和月球實際環境需求進行精心設計，以確保燒制出的月球磚具備所需的物理和化學性能。
利用真空燒結和3D打印技術制成榫卯結構的月壤磚
模擬真空燒結技術的重要意義
適應月球建設需求：月球上缺乏常規的建筑材料和適宜的施工環境，利用月球本地資源（如月壤等）燒制月球磚是實現月球基地建設的重要途徑。這種真空燒結技術能夠為未來在月球上大規模建造基礎設施提供可靠的建筑材料解決方案。
降低運輸成本：從地球運輸大量建筑材料到月球成本極高且不現實。通過就地取材并掌握真空燒結技術，可以極大地減少對地球資源的依賴，降低月球建設的成本和難度。
推動科學研究：研究真空燒結過程不僅有助于了解材料在極端環境下的物理和化學變化規律，還能為其他領域的太空探索和資源利用提供參考和借鑒。
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