月壤砖及其制备方法与流程

本发明涉及月球原位建造，特别涉及一种月壤砖及其制备方法。

背景技术：

1、

2、月球和地球环境大不相同，其处于超真空、微重力、强辐射、环境温差大的状态，时刻受到小陨石撞击的风险。月球月壤理化性能与地球土壤存在很大不同，人们对于建造月球科研基地的方式提出多种假设方案，包括特殊混凝土、3d打印等。这些建造技术中都涉及到需要将大量设备或原料运输到月球上，成本较高，并且包括混凝土在内的建筑材料在月球强辐射和大温差的环境中，极易老化，不能满足建立永久基地的需求。由于月壤中没有氧气、水和微生物组分，常年受到宇宙射线的辐射，造成月壤中组分为多角形状。因为水分含量低，夯实后不能成型，故造成原地机械夯实方案也不能成行。原位建造是当前进行月球基地建造较为可行的方案，通过大量实验寻求月壤生产建筑材料是进行建筑的前提，目前公开的月壤原位烧结的方式有微波烧结、激光烧结等方式，但公开的这些烧结方式的能耗高，比如微波烧结的单位耗能量达到了6700-55000kwh/t，激光烧结的单位耗能量达到了360-8600kwh/t，能耗高导致了建设成本的增加，因此寻求一种能耗低的月壤原位烧结的方法成为目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种月壤砖及其制备方法，该制备方法便捷实用，成本低，更节能。

2、为了达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种月壤砖的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

4、s1、将月壤置于烧结平台上，之后将菲涅尔透镜固定在所述月壤上方；

5、s2、调整所述菲涅尔透镜的高度和角度将太阳光聚集成高温光束投射到所述月壤表面上，进行高温烧结；

6、s3、当单层所述月壤烧结完成后，重新覆盖一层，继续进行所述高温烧结，循环往复，直至形成所述月壤砖。

7、该制备方法便捷实用，成本低，更节能。

8、进一步的，所述菲涅尔透镜为线性菲涅尔透镜。

9、进一步的，通过支架将所述菲涅尔透镜固定在所述月壤上方，所述支架具有可移动性。

10、进一步的，所述高温烧结包括：将太阳光聚集成高温光束投射到所述月壤表面的一个区域内，停顿20～50s，然后移动所述月壤至下一个区域内继续停顿20～50s，直至成型一层。

11、进一步的，所述菲涅尔透镜的厚度为1.9±0.2mm，材料为pmma。

12、进一步的，在步骤s3中，单层的厚度为1～3mm。

13、进一步的，所述菲涅尔透镜背面由多个三角形镜片和矩形镜片组成。

14、进一步的，所述菲涅尔透镜的上表面正对太阳。

15、第二方面，本发明提供了一种月壤砖，所述月壤砖由第一方面所述的制备方法制备得到。

16、进一步的，所述月壤砖的抗压强度为5～7mpa。

17、与现有技术相比，本发明的技术方案至少具有以下技术效果：

18、(1)本发明提供的月壤砖的制备方法便捷实用，成本低，更节能。

19、(2)通过本发明提供的制备方法得到的月壤砖形貌均匀，质地坚硬，抗压强度满足使用要求。

技术特征：

1.一种月壤砖的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的月壤砖的制备方法，其特征在于，所述菲涅尔透镜为线性菲涅尔透镜。

3.根据权利要求1所述的月壤砖的制备方法，其特征在于，通过支架将所述菲涅尔透镜固定在所述月壤上方，所述支架具有可移动性。

4.根据权利要求1所述的月壤砖的制备方法，其特征在于，所述高温烧结包括：将太阳光聚集成高温光束投射到所述月壤表面的一个区域内，停顿20～50s，然后移动所述月壤至下一个区域内继续停顿20～50s，直至成型一层。

5.根据权利要求1所述的月壤砖的制备方法，其特征在于，所述菲涅尔透镜的厚度为1.9±0.2mm，材料为pmma。

6.根据权利要求1所述的月壤砖的制备方法，其特征在于，在步骤s3中，单层的厚度为1～3mm。

7.根据权利要求1所述的月壤砖的制备方法，其特征在于，所述菲涅尔透镜背面由多个三角形镜片和矩形镜片组成。

8.根据权利要求1所述的月壤砖的制备方法，其特征在于，所述菲涅尔透镜的上表面正对太阳。

9.一种月壤砖，其特征在于，所述月壤砖由权利要求1～8中任一项所述的制备方法制备得到。

10.根据权利要求9所述的月壤砖，其特征在于，所述月壤砖的抗压强度为5～7mpa。

技术总结
本发明涉及月球原位建造技术领域，特别涉及一种月壤砖及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：S1、将月壤置于烧结平台上，之后将菲涅尔透镜固定在所述月壤上方；S2、调整所述菲涅尔透镜的高度和角度将太阳光聚集成高温光束投射到所述月壤表面上，进行高温烧结；S3、当单层所述月壤烧结完成后，重新覆盖一层，继续进行所述高温烧结，循环往复，直至形成所述月壤砖。本发明提供的月壤砖的制备方法便捷实用，成本低，更节能；通过本发明提供的制备方法得到的月壤砖形貌均匀，质地坚硬，抗压强度满足使用要求。

技术研发人员：陈心蕾,于放
受保护的技术使用者：北京市第十五中学
技术研发日：
技术公布日：2025/3/27