Подал: Агапкин Иван Аркадьевич (очно)
Авторы
Агапкин И.А. (1), Сорокин Е.М. (1)
Организации
(1) Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук
Секция
Космическое приборостроение и эксперимент
Текст тезисов
Введение. На сегодняшний день наиболее перспективным подходом для создания лунной базы является концепция использования ресурсов на месте (In-Situ Resource Utilization) и применение аддитивных технологий (АТ) с использованием лунного реголита. Метод селективного лазерного спекания позволяет использовать реголит, исключая необходимость в использовании дополнительных материалов и сложного оборудования.
Образцы и подготовка. Размер частиц лунного реголита близок к размеру частиц земного вулканического пепла. Кроме того, некоторые вулканические пеплы могут быть схожи с лунным реголитом по химическому и минералогическому составу. С точки зрения использования AТ наиболее важным требованием к аналогу лунного реголита является имитация химико-минералогического состава лунного реголита. Для данного исследования в качестве имитатора лунного реголита были взяты образцы с вулкана Толбачик (полуостров Камчатка). Для определения химического состава образцов Толбачика и сравнения с образцом миссии "Аполлон-12" с низким содержанием Ti был использован метод рентгеновской флуоресценции (РФА), который показал близкий химический состав между образцами. Минеральный состав образцов Толбачика был также определен с помощью рентгеноструктурного анализа: плагиоклазы (45 %), калиевый полевой шпат (4,8 %), пироксены (39,7), оливин (10,5%). Содержание аморфной фазы может достигать 30 %.
Производственное оборудование и процесс спекания. В эксперименте использовалась установка BetaMark 200 с Nd-YAG лазером. Важным этапом исследования является поиск наиболее подходящих настроек для спекания. Основным критерием при спекании является наименьшая затрата времени и энергии. Для выполнения процесса спекания использовались следующие настройки установки: частота лазерных импульсов 2 кГц, скорость лазера 30 мм/сек, ток 16 ампер, длительность импульса 200-250 мкс (работа без прерывания лазера). Лазерное спекание проводилось в 3 прохода (2 лицевых, 1 оборотный), в результате была изготовлена деталь в форме пластины размерами 10 x 10 x 3 мм. Время изготовления составило около 1 минуты. Толщина слоя порошка составляла 1 мм и в процессе эксперименты подсыпка выполнялась 3 раза.
Результаты. На данном этапе проведен анализ образца до и после спекания с помощью сканирующего электронного микроскопа, который показал хороший процент спеченных частиц (более 50%), что подтверждает правильность выбранных параметров спекания. Планируются дальнейшие исследования с различными материалами, подходящими в качестве аналога лунного реголита, с последующей оценкой изменения химико-минералогического состава после спекания и определения прочностных свойств изготовленных деталей.
Образцы и подготовка. Размер частиц лунного реголита близок к размеру частиц земного вулканического пепла. Кроме того, некоторые вулканические пеплы могут быть схожи с лунным реголитом по химическому и минералогическому составу. С точки зрения использования AТ наиболее важным требованием к аналогу лунного реголита является имитация химико-минералогического состава лунного реголита. Для данного исследования в качестве имитатора лунного реголита были взяты образцы с вулкана Толбачик (полуостров Камчатка). Для определения химического состава образцов Толбачика и сравнения с образцом миссии "Аполлон-12" с низким содержанием Ti был использован метод рентгеновской флуоресценции (РФА), который показал близкий химический состав между образцами. Минеральный состав образцов Толбачика был также определен с помощью рентгеноструктурного анализа: плагиоклазы (45 %), калиевый полевой шпат (4,8 %), пироксены (39,7), оливин (10,5%). Содержание аморфной фазы может достигать 30 %.
Производственное оборудование и процесс спекания. В эксперименте использовалась установка BetaMark 200 с Nd-YAG лазером. Важным этапом исследования является поиск наиболее подходящих настроек для спекания. Основным критерием при спекании является наименьшая затрата времени и энергии. Для выполнения процесса спекания использовались следующие настройки установки: частота лазерных импульсов 2 кГц, скорость лазера 30 мм/сек, ток 16 ампер, длительность импульса 200-250 мкс (работа без прерывания лазера). Лазерное спекание проводилось в 3 прохода (2 лицевых, 1 оборотный), в результате была изготовлена деталь в форме пластины размерами 10 x 10 x 3 мм. Время изготовления составило около 1 минуты. Толщина слоя порошка составляла 1 мм и в процессе эксперименты подсыпка выполнялась 3 раза.
Результаты. На данном этапе проведен анализ образца до и после спекания с помощью сканирующего электронного микроскопа, который показал хороший процент спеченных частиц (более 50%), что подтверждает правильность выбранных параметров спекания. Планируются дальнейшие исследования с различными материалами, подходящими в качестве аналога лунного реголита, с последующей оценкой изменения химико-минералогического состава после спекания и определения прочностных свойств изготовленных деталей.