中国空间科学技术 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (3): 1-8.doi: 10.16708/j.cnki.1000.758X.2025.0033
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陈自强1,赵勇1,池祥1,闫玉强1,沈杰2,邹敏杰1,赵少凡3,刘明3,姚伟3,张博1,*,柯海波1,马秀良1,2,白海洋1,2,3,*,杨孟飞3,邹志刚3,4,汪卫华1,2,3
CHEN Ziqiang1,ZHAO Yong1,CHI Xiang1,YAN Yuqiang1,SHEN Jie2,ZOU Minjie1,ZHAO Shaofan3,LIU Ming3,YAO Wei3,ZHANG Bo1,*,KE Haibo1,MA Xiuliang1,2,BAI Haiyang1,2,3,*,YANG Mengfei3,ZOU Zhigang3,4,WANG Weihua1,2,3
摘要: 玻璃是月壤的主要组成部分,其以小尺寸的颗粒和胶结物等多种形态广泛混存于月壤之中,具有良好的空间适用性。月壤良好的玻璃形成能力使其成为制备空间用玻璃材料的首选原材料,然而受限于微纳制样和检测手段的不足,以往鲜有关于月壤玻璃力学性能研究的报道,严重制约了此类玻璃材料的服役评价。基于此,通过微纳制样和力学测试结合透射电镜表征,对5个典型嫦娥五号月壤玻璃颗粒的微观结构、力学性能及二者之间的关联性进行了系统研究。结果表明,月壤玻璃具有“灵活多变”(由均匀到纳米尺度不均匀)的非晶结构和宽泛可控的力学性能(硬度范围为(6.1±0.4)~(8.4±0.2)GPa,模量范围为(48.5±1.9)~(88.4±2.4)GPa)。此外,月壤玻璃的硬度和模量发生了奇异的解耦现象,即回春(加热至玻璃过冷液相区再快速冷却至室温)使其模量大幅降低而硬度变化不大,归因于回春引起的体积膨胀和结构不均匀使月壤玻璃变形模式由致密化向剪切流动转变而带来的硬化效应。研究结果可为空间用高性能玻璃材料的研发提供指导。