月球矿物资源的原位利用技术是月球基地建立和后续深空探索的基础。由于月球特殊环境及地月运输成本的限制，现有矿冶技术难以直接应用于月球矿物的原位开发。各国的科研人员围绕月球矿物资源原位利用方向开展了卓有成效的研究工作，发展了几种极具应用潜力的技术。这些方法可分为材料化成型和提取冶金两类，其中材料化成型工艺如烧结法、3D增材制造法等，主要用于将月壤直接材料化成型以制备月球基地建材。提取冶金工艺包括碳/氢化学介质还原法、电解还原法以及真空热解法等，可生产月壤矿物对应的金属单质或其低价氧化物，并获得氧气。本文概述了已有月壤原位利用技术的一般原理、基本过程、热力学动力学基础及近期研究进展。探讨了这些方法的一些优缺点，并展望了其在月球矿物原位利用上的应用前景

以磁性Fe3O4微球为模板，通过St?ber法和水热法合成了一种杨梅状的新型Fe3O4@SnO2复合材料，主要应用于电磁波吸收领域。借助X射线衍射、X光电子能谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、振动样品磁强计和矢量网络分析仪对其物相结构、表面元素、微观形貌、磁性及吸波特性进行了分析表征。分析结果表明，杨梅状的Fe3O4@SnO2的球径约为500 nm，无明显团聚，具有良好的形貌均匀性。其SnO2层由纳米SnO2颗粒松散堆叠而成，具有大量的空隙结构，层厚约为40 nm。杨梅状的Fe3O4@SnO2具有较强的介电损耗能力，且有利于提升阻抗匹配性能，呈现出良好的电磁波吸收能力，当厚度为1.4～2.8 mm时，其最小反射损耗RL（min）均低于?20 dB。其最优厚度为1.7 mm，此时RL（min）为?29 dB，有效带宽为4.9 GHz（13.1～18 GHz），是一种具有发展潜力的吸波材料

在Gleeble3500热模拟试验机上,针对添加质量分数0.01%的锆与未添加锆的两种成分的F40级船板钢,分别进行了不同相变冷却时间T8/5下的焊接热模拟试验.结果表明,微量锆的加入,使含钛F40钢耐大热输入焊接性能大幅提高,T8/5提高至100s时,-60℃冲击功可达238J.利用热力学计算并结合扫描电镜观察含锆的F40钢板粗晶热影响区组织发现,随着T8/5的增大,伴随着原有含锆复合夹杂物尺寸形态的变化,有利于诱导针状铁素体形核的尺寸为1~3μm的锆-钛复合夹杂物数量呈非单调减少趋势,导致粗晶热影响区冲击韧性随T8/5增大呈现一定的规律性

制粒技术是改善含粉矿堆浸渗透性差最有效的措施之一,同时选择合适的耐酸黏结剂是铜矿制粒堆浸成功的关键.本文以氧硫混合铜矿为研究对象,对其进行了制粒试验研究,研究结果表明Biometek-WLAG001是一种理想的耐酸黏结剂;单因素条件试验考察了黏结剂添加量、喷水量、转速、固化时间、熟化加酸量、熟化时间等因素对球团抗压强度、湿强度的影响;采用响应面法考察了黏结剂添加量、固化时间、熟化加酸量、熟化时间对球团湿强度的影响,并采用Design-Expert 8.0软件对试验结果进行了优化与分析.采用傅里叶红外光谱分析、Zeta电位的测定等分析手段研究了黏结剂与矿石之间的作用机理,结果表明黏结剂与矿石之间存在化学吸附作用,不存在静电引力作用

以硅镁型红土镍矿为原料，采用金属化焙烧-熔分工艺，通过正交试验制备金属化球团，将所得金属化球团在1500℃条件下熔融分离30 min提取镍铁合金，考察影响因素对实验结果的影响.结果表明：在选择性还原制备金属化球团过程中，对金属化率的影响程度从大到小的因素依次是C/O摩尔比、焙烧温度、焙烧时间和碱度；实验可获得镍品位19%的镍铁合金；在碱度为0.8-1.2范围内，S和P分配比随着碱度的升高而增大.利用X射线衍射和扫描电镜对金属化球团及熔融分离出的渣进行微观分析，发现加入的石灰石与复杂矿相反应可释放出简单镍氧化物和铁氧化物，促进还原反应的进行，当石灰石不足时，少量铁以Fe3+的形式存在于铁金属化率70%的金属化球团中

利用电加工的方法在不锈钢表面分别制备了垂直织构和倾斜织构两种条纹织构试样，利用UMT-3摩擦磨损仪研究了具有不同倾斜角表面织构试样的摩擦性能，考察了在干摩擦和油润滑条件下摩擦接触副在织构区摩擦系数的变化情况，分析了条纹织构倾斜角对摩擦性能的影响.结果表明，钢球在织构表面区域滑动过程中，摩擦系数经历了一个先降低后增高的过程，即织构的存在导致了摩擦系数的波动.与垂直织构相比，倾斜织构会导致更明显的摩擦系数波动，且波动幅度与织构倾斜方向有关.当摩擦方向与织构倾斜方向相同时，摩擦系数的变化幅度较反方向更大

在铁基粉末冶金材料中,为了获得强韧化效果,磷已被作为添加元素之一。本研究利用俄歇能谱、扫描电镜及能谱仪等研究了含0.6%磷的Fe-P-C-Cu-Mo合金中磷的分布及其对性能的影响。发现在1080℃～1200℃烧结,磷在晶界的浓度高于其在晶内的浓度。在此温度范围内,烧结温度越低,磷在晶界的偏聚程度越高。当烧结后的合金中含有大量的铁素体时,磷的这种偏聚状态对合金冲击韧性的影响被合金组织的影响所掩盖。在1080℃～1240℃烧结的合金断口均为穿晶断裂。此外还观察到回火后磷的分布对合金断裂方式及机械性能影响很大。合金淬火后在200℃回火,固溶在基体中的钼具有抑制磷向晶界偏聚的作用,合金断口表现为穿晶断裂;在400℃回火,由于钼形成了碳化钼（Mo2C）,失去了抑制磷偏聚的作用,这时磷主要偏聚在晶界,造成合金沿晶断裂,冲击韧性下降;在600℃回火,由于温度较高,减少了磷向晶界偏聚的趋势,并有利于磷作长程扩散,此时磷主要偏聚在孔隙表面,使合金具有较高的冲击韧性,合金断口呈韧窝状

基于热电偶实测温度,建立了包晶钢宽厚板坯连铸结晶器有限元传热模型和热流密度非线性估算模型.应用模型反算获得包晶钢宽厚板坯结晶器的热流密度,在与热平衡计算得到的平均热流密度进行比较后,阐述了模型的有效性,并分析了实际生产条件下结晶器铜板的温度分布规律.结晶器宽面和窄面的平均热流密度分别为1.141和1.119 MW·m-2.温度在靠近结晶器背面呈波浪形分布,最大温差为29.6℃,然而在远离背面位置,温度变化平缓.随距弯月面距离的增加,温度呈降低趋势,然而在距结晶器出口附近出现回温现象.同时宽厚板坯连铸结晶器的热流密度和温度分布均有别于传统板坯连铸

铁氧化物是具有非化学计量比的化合物,非化学计量对铁氧化物的还原过程带来一系列影响.本文采用Dieckmann缺陷模型和Weiss的浮氏体理想固溶体模型分别对非化学计量比的磁铁矿和浮氏体进行了热力学计算.同时根据电荷守恒和物质守恒,对铁氧化物固溶体的综合缺陷度δ与还原失重率和亚铁含量的关系进行了分析,以期对实验终产物的判定提供依据.通过理论分析与计算,最终明确了不同化学计量比的磁铁矿和浮氏体在不同温度下的平衡还原势PCO(H2),即相应的优势区图.在给定还原势的纯赤铁矿等温还原过程(未有金属Fe生成时),当失重率小于6%时,还原产物属于Fe3+占优势的磁铁矿区域;当失重率高于6%时,反应进入Fe2+占优势的浮氏体区域

采用温挤压技术对40Cr钢进行成形试验，考察了不同温度下温挤压试样的摩擦-磨损行为.通过扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪分析了40Cr钢磨损后表面形貌、化学元素分布和物相组成，讨论了40Cr钢温挤压的磨损机理.结果表明，在挤压温度为550℃时试样晶粒尺寸细小，残余奥氏体含量较高，硬度最高，其磨损性能为最佳；而当温度为650℃和750℃时，晶粒尺寸较粗大，残余奥氏体含量降低.在5N载荷作用下，挤压温度为550℃时，摩擦因数为0.7667；当挤压温度达到650℃，摩擦因数为0.8587，提高了12.01%，磨损性能降低；750℃时，摩擦因数为0.8764，相比550℃提高了14.31%，磨损性能进一步变差；在550、650和750℃时，磨损形式主要为磨粒磨损