本發明涉及月球原位環境模擬、空間探測領域，具體涉及一種高鐵富鈦含玻璃微纖維模擬月壤及其制備方法。
背景技術：
1、
2、月球表面存在著固、液、氣多種轉變路徑的玻璃起源，具有各種形態的玻璃物質，包括球狀、橢球狀和啞鈴狀等旋轉形狀的玻璃珠，氣孔構造的膠結質，流體形態的濺射物等。但是目前大多數所制備的“模擬月壤”通常取徑小于1mm的粉末進行燒結處理而得到玻璃物質以模擬月表隕石撞擊過程所生成的玻璃組分，制備出的玻璃物質形貌和尺寸與真實月壤有較大差異，因此，如何制備出與真實月壤玻璃物質形態更相似的“模擬月壤”成為亟待解決的問題。
技術實現思路
1、本發明的目的是提供一種高鐵富鈦含玻璃微纖維模擬月壤及其制備方法，制出的模擬月壤在成分、形狀上與真實月壤高度相似，可按需制造，支撐科研的需求。
2、為實現上述目的，本發明提供的技術方案是：
3、一種高鐵富鈦含玻璃微纖維模擬月壤的制備方法，包括以下步驟：
4、步驟(一)：將磁化處理的粉碎鈦鐵礦與磷灰石加入到浮石中，經破碎、球磨、干燥、粉磨、篩分及拌合處理后得到初始材料；
5、步驟(二)：取初始材料的部分熔制成玻璃微纖維，將玻璃微纖維經粉碎后回摻至初始材料中，得到高鐵富鈦含玻璃微纖維的模擬月壤。
6、為優化上述技術方案，采取的具體措施還包括：
7、步驟(一)中，干燥處理為放置于真空烘箱中干燥4h，干燥溫度為100℃；粉磨處理為削切、碾壓或研磨；篩分處理得到的材料粒徑為0.01um～70um，優選的，可將篩分出的樣品顆粒粒徑分為100um～50um、50um～10um、10um～1um和1um～0.001um。
8、步驟(二)中，所述的玻璃微纖維采用高溫噴吹工藝制備。
9、作為優選的方案，取初始材料的部分進行熔融制成玻璃球或玻璃塊，通過高溫噴吹工藝制備納米級玻璃微纖維。
10、進一步地，取初始材料的部分進行熔融制成玻璃球或玻璃塊，然后經高溫加熱形成玻璃液，玻璃液流出后通過橡膠輥拉成一次纖維，利用無焰燃燒器噴出的高溫高速熱氣流將其噴吹牽伸成直徑為納米級的玻璃微纖維。
11、進一步地，噴吹的噴吹氣流溫度為1600℃以上，噴吹氣流速度為750m/s以上；通過改變橡膠輥的間隙、噴吹氣流溫度或噴吹氣流速度控制玻璃微纖維的形狀、尺寸。
12、作為優選的方案，選取粒度范圍為1um～10um的初始材料制備玻璃微纖維。
13、步驟(二)中，玻璃微纖維粉碎成的尺寸直徑為200nm-2um、長度為300nm～8um。
14、高鐵富鈦含玻璃微纖維的模擬月壤中，以質量百分數計，tio2含量為5％-6％，feo含量為22％-23％。
15、回摻至初始材料中的玻璃微纖維在模擬月壤中的質量百分數占比為10％～20％。
16、本發明還保護上述方法制備的高鐵富鈦含玻璃微纖維模擬月壤。
17、與現有技術相比，本發明的有益效果是：
18、本發明根據嫦娥五號帶回的實際月壤礦物組成和粒徑分布曲線，制備出一種礦物組成與“嫦娥五號”高度相似的高鐵富鈦模擬月壤材料。
19、由于“嫦娥五號”采集到的月壤不僅含高鐵富鈦，還含有納米級的玻璃微纖維，本發明還將部分高鐵富鈦模擬月壤材料采用高溫噴吹工藝制備成直徑為納米級別的玻璃微纖維，再將玻璃微纖維粉碎成與實際月壤中玻璃微纖維相同尺寸，加入到上述高鐵富鈦模擬月壤材料中，形成高鐵富鈦含玻璃微纖維的模擬月壤。
20、由于不同地區采集的真實月壤玻璃微纖維存在差異，本發明的制備方法可通過改變橡膠輥的間隙、噴吹氣流溫度和噴吹氣流速度等工藝參數實現模擬月壤中玻璃微纖維尺寸的可控，從而能夠靈活的提高玻璃微纖維模擬月壤的多樣性，使得制備出的含玻璃微纖維的模擬月壤在組成成分、形態各方面均更加趨近于真實月壤。
21、本發明制備的模擬月壤具有工藝簡單、高效、可規模化生產的特點，制出的模擬月壤在成分、形狀各方面均與真實月壤高度相似，對于月球原位資源利用以及空間探測工程所涉及的各種地面試驗提供有力支撐。
1.一種高鐵富鈦含玻璃微纖維模擬月壤的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的高鐵富鈦含玻璃微纖維模擬月壤的制備方法，其特征在于：步驟(一)中，干燥處理為放置于真空烘箱中干燥4h，干燥溫度為100℃；粉磨處理為削切、碾壓或研磨；篩分處理得到的材料粒徑為0.01um～70um。
3.根據權利要求1所述的高鐵富鈦含玻璃微纖維模擬月壤的制備方法，其特征在于：步驟(二)中，所述的玻璃微纖維采用高溫噴吹工藝制備。
4.根據權利要求3所述的高鐵富鈦含玻璃微纖維模擬月壤的制備方法，其特征在于：取初始材料的部分進行熔融制成玻璃球或玻璃塊，然后經高溫加熱形成玻璃液，玻璃液流出后通過橡膠輥拉成一次纖維，利用無焰燃燒器噴出的高溫高速熱氣流將其噴吹牽伸成直徑為納米級的玻璃微纖維。
5.根據權利要求4所述的高鐵富鈦含玻璃微纖維模擬月壤的制備方法，其特征在于：選取粒度范圍為1um～10um的初始材料制備玻璃微纖維。
6.根據權利要求4所述的高鐵富鈦含玻璃微纖維模擬月壤的制備方法，其特征在于：噴吹的噴吹氣流溫度為1600℃以上，噴吹氣流速度為750m/s以上；通過改變橡膠輥的間隙、噴吹氣流溫度或噴吹氣流速度控制玻璃微纖維的形狀、尺寸。
7.根據權利要求1所述的高鐵富鈦含玻璃微纖維模擬月壤的制備方法，其特征在于：步驟(二)中，玻璃微纖維粉碎成的尺寸直徑為200nm-2um、長度為300nm～8um。
8.根據權利要求1所述的高鐵富鈦含玻璃微纖維模擬月壤的制備方法，其特征在于：高鐵富鈦含玻璃微纖維的模擬月壤中，以質量百分數計，tio2含量為5％-6％，feo含量為22％-23％。
9.根據權利要求1所述的高鐵富鈦含玻璃微纖維模擬月壤的制備方法，其特征在于：摻至初始材料中的玻璃微纖維在模擬月壤中的質量百分數占比為10％～20％。
10.權利要求1-9任一項所述方法制備的高鐵富鈦含玻璃微纖維模擬月壤。