49、月球尘埃模拟物制备与航天器热试验管理系统解析

月球尘埃模拟物制备与航天器热试验管理系统解析

月球尘埃模拟物BHLD20的制备

在月球探索相关研究中，月球尘埃模拟物的制备至关重要。以BHLD20玻璃相的制备为例，热处理是关键环节，其核心在于了解各矿物成分的熔点。基于鲍文反应系列，采用高温马弗炉对BHLD20进行加热处理。经过多次试验，确定了影响玻璃相生成的因素：加热时间越长、熔化温度越高，生成的玻璃相就越丰富；反之，加热时间或温度不足则无法引发大规模熔化。最终推荐的条件是1000 - 1300 °C，加热时间为120 - 10分钟，这是一种部分熔化机制，能使月球尘埃模拟物中的玻璃相含量处于合适范围。作为原型，BHLD20中的玻璃相含量保持在约55%（在1200 °C下加热20分钟获得），还可通过添加原料或重新加热来精确调节其成熟度。

月球表面物质大小连续，研究不同大小的月球物质很有必要。例如，带电和悬浮研究关注约5 - 10 µm的颗粒，光谱研究关注小于20 µm的颗粒。大多数阿波罗尘埃样本的平均粒径（MPS）为100 - 300 nm，且所有颗粒都小于20 µm。为实现超精细特性，BHLD20的粉碎过程包括三个阶段：
1. 粗粉碎 ：将原料粉碎成小于2 mm、MPS约为80 µm的颗粒。
2. 气流研磨 ：将原料粉碎成MPS约为4 µm的颗粒。
3. 湿砂研磨 ：将原料研磨成MPS约为285 nm、所有颗粒都小于20 µm的纳米颗粒。

通过选择合适的砂磨参数组合，如研磨时间、添加分散剂、更换溶剂等，可以指定月球尘埃模拟物的最终粒度分布（PSD），从而轻松获得所需粗细的模拟物。