第七届青年地学论坛

玻璃质是组成月表物质的主要成分之一，在这种胶结质玻璃中有一种独特的成分——金属单质铁，这些金属铁单质对月壤/月尘的物理、化学特性有着重要的影响。研究表明，月尘的粘附性、漂浮性以及生物毒性等均与单质铁成分有密切关系。随着新一轮月球探测工程的展开，人们迫切需要解决月尘对航天服、航天器造成的粘附、磨损、遮挡、阻塞等现实问题。鉴于天然月球样品的匮乏，金属铁单质对月尘物理化学性质影响的详细研究主要依赖于地球模拟样品，因此，制备含有单质铁金属的月球模拟物具有十分重要的意义。
本文采用模拟月壤CLRS-2与石墨还原剂为初始物质制备单质铁，研究不同温度、保温时间、物料比以及淬火方式等多种变量因素对单质铁还原效果的影响。
在模拟月壤CLRS-2与石墨还原反应的过程中，温度、时间、物料比以及淬火方式均会影响单质铁的还原，研究表明：在一定的温度范围内，随着温度的升高单质铁的还原能力逐渐增强；还原剂过少会影响玻璃质产物中单质铁析出的数量，还原剂过量时单质铁的粒径则偏大；相同的温度条件下，在一定的时间内，玻璃质产物中单质铁的粒径大小会随着保温时间的增加呈现先增后减的趋势；淬火速度过快或过慢均影响单质铁的析出。实验结果显示，当CLRS-2与还原剂质量比约为27:1，在1600℃时保温4小时，通过空气与水冷结合的淬火方式得到还原单质铁的效果最好。
 

碳热还原 玻璃质 单质铁