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客户名称：华中科技大学
核心需求：在实验室环境下模拟月球的高真空环境，对模拟月壤进行高温热压烧结成型，制备具备高强度、高热稳定性和优异抗辐射性能的“月壤砖”，为未来月球基地原位建造提供关键材料数据支撑。
华中科技大学是教育部直属的全国重点大学，位列国家“双一流”A类建设高校，其土木与水利工程学院、材料科学与工程学院在先进材料成型、粉末冶金、高温热处理等领域拥有雄厚的科研实力。
在月面原位建造领域，华中科技大学是国内最早开展相关研究的科研机构之一。经过无数实验，团队制备出国内首个模拟月壤真空烧结打印样品，相关研究成果于2019年3月在SCI期刊《施工自动化》上刊发。此后，团队于2021年获批探月与航天工程中心嫦娥五号月壤样品。为实现地面模拟月壤烧结实验的精确条件控制，团队急需一台能够在高真空度、高温度条件下长时间稳定运行的真空烧结炉，以制备高强度、高密度的月壤砖样品。
设备名称：高温真空纤维烧结炉
产品型号：PT-V1600-36LW
工作区尺寸：400×300×300mm（长×宽×高），可根据用户需求定制
最高温度：1600℃ / 连续工作温度≤1500℃
炉膛材质：高纯氧化铝多晶纤维，耐高温耐腐蚀、洁净度高、保温性能优异
加热元件：高温硅钼棒，耐温性能优越，加热均匀稳定
真空系统：机械泵+油扩散泵两级真空系统，极限真空度可达6.7×10⁻³ Pa（空炉、冷态、净化）
温控系统：智能PID温度控制器，配备B型热电偶，控温精度±1℃，具备超温和断偶双重保护功能
炉体结构：双层优质碳钢结构，外置真空排气接口及充放气阀，密封性能优异；双层水冷炉壳设计，配备循环水冷却系统冷却炉门及炉体
气氛控制：炉体预留进气口，可通入氩气或高纯氮气等惰性气体进行保护气氛烧结
控制系统：触摸屏+可编程控制器+温控仪表集成控制，实现电源控制、工艺记录、实时监测及报警保护等全功能管理
安全保护：配备水压报警系统，断水时自动触发保护机制并启动备用供水系统
该设备集真空/气氛与高温加热于一体，主要适用于粉末冶金、功能陶瓷、碳化硅、氧化铝等新材料的高温热成型，以及高速钢、模具钢、工具钢、合金钢、钛合金等材料的真空光亮退火处理，消除残余内应力，防止工件变形和开裂。在华中科技大学月壤烧结项目中，该设备被用于模拟月球高真空环境下的月壤热压烧结成型，为“月壤砖”的制备提供了关键的技术装备保障。
具体工艺：模拟月壤的高温真空热压烧结
处理物料：由华中科技大学团队根据嫦娥五号真实月壤成分分析结果配制的模拟月壤粉末，其化学成分、矿物组成及颗粒大小均与真实月壤高度接近。
工艺原理：将模拟月壤粉末装入圆柱形石墨模具（内径约18mm），以石墨压头对粉末进行压实，然后将组装好的石墨模具整体放入真空烧结炉内。炉内抽至高真空后，通过加热元件产生热量，以热辐射方式对模具及月壤进行加热，在真空环境下实现月壤颗粒的烧结致密化，形成高强度“月壤砖”。
高真空环境模拟：该设备能够稳定实现10⁻² Pa量级的高真空度，精确模拟月球表面的高真空环境，为月壤烧结提供最接近太空的真实条件。
高温稳定加热：硅钼棒加热元件可稳定工作至1500℃，满足模拟月壤高温烧结的温度需求。团队将模拟月壤和石墨放置在炉子内部，热量在抽真空之后通过热辐射的方式对材料进行加热。
热压烧结一体化：设备配合石墨模具和压头，可同时实现高温加热和单轴压力加载，模拟月壤在真空热压条件下的致密化过程，这是目前“月壤砖”制备最核心的成型工艺。
制备高性能“月壤砖” ：利用该设备，团队成功烧制出抗压强度超过100 MPa的“月壤砖”，其强度远超普通建筑材料，为后续空间站舱外暴露实验提供了高质量的样品。
支撑国家重大航天工程：团队利用该设备制备的74块“月壤砖”于2024年11月15日随天舟八号货运飞船前往中国空间站，开展为期1、2、3年的舱外暴露实验。2025年11月，首批样品经过为期一年的舱外暴露后随神舟二十一号飞船顺利返回地面，经现场确认样品状态良好。初步研究发现，历经一年太空暴露、大温差等极端环境考验，模拟“月壤砖”状态良好。
“我们采用真空热压烧结的方式对模拟月壤进行烧结成型。我们首先将模拟月壤粉末装填在模具中，以石墨压头进行压实，然后连同石墨模具一起放入真空烧结炉内进行烧结。这个烧结炉的真空度可以达到10的负2次方帕，主要采用硅钼加热棒，通电之后产生热量，在抽真空后通过热辐射方式对材料进行加热。利用该设备，我们可以将月壤砖的强度烧到100兆帕以上，比混凝土还要坚硬得多。”
*“目前我们可以把砖的强度烧到100兆帕，比混凝土还要坚硬得多。即使我们在地球上面烧到强度非常高了，但环境是不一样的。目前科学家无法到月球上去烧制，我们采用了真空烧结的方式，模拟月球的真空环境，将装有月壤粉末的石墨模具整体置于真空烧结炉内进行烧制。PT-V1600-36LW这款设备的真空度和温度稳定性都非常出色，完全满足我们月壤烧结实验的要求。设备运行稳定，控温精度高，操作界面友好，为我们制备高质量月壤砖样品提供了可靠保障。”*
*“目前团队探索了十余种模拟月壤建材成形工艺，包括放电等离子烧结、真空热压烧结、太阳聚光烧结等，投入设备资金超千万元。利用PT-V1600-36LW真空纤维烧结炉，我们成功制备了74块月壤砖样品，于2024年11月随天舟八号货运飞船送往中国空间站开展舱外暴露实验。2025年11月，首批样品经过为期一年的太空考验后顺利返回地面，状态良好。这项研究成果将为后续月球基地建造提供核心科学依据。”*
—— 华中科技大学国家数字建造技术创新中心 丁烈云院士团队
No. 104, building 31, Xingyang equipment manufacturing industrial park, Zhengzhou City,
Henan Province, China
Zhengzhou Protech Technology Co., Ltd
郑州诺泰科技有限公司
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