隨著人類對月球探索的不斷深入，月球基地建設成為未來航天領域的重要目標。在月球環(huán)境中，就地取材制備建筑材料是降低成本、實現(xiàn)長期駐留的關鍵。月壤水泥基材料作為重要的候選材料之一，其水化過程直接影響材料的性能和可靠性。然而，月壤顆粒復雜(含玻璃質、角礫巖等)，傳統(tǒng)方法(SEM/XRD)難以實時監(jiān)測水化過程，材料孔隙率、水分分布(吸附水 / 結合水)對強度影響顯著，卻缺乏原位監(jiān)測手段。此時，低場核磁共振技術憑借其獨-特優(yōu)勢，為月壤水泥基材料水化研究打開了新的局面。
月壤基材料研究現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)
月球表面覆蓋著一層由巖石碎塊、礦物顆粒和玻璃質組成的月壤，其顆粒組成復雜，物理化學性質與地球土壤差異巨大。在制備月壤水泥基材料時，月壤顆粒的特性對水化反應產生重要影響。傳統(tǒng)的掃描電子顯微鏡(SEM)和 X 射線衍射(XRD)等方法，雖然能對材料的微觀結構和物相組成進行分析，但難以實現(xiàn)對水化過程的實時動態(tài)監(jiān)測，無法及時捕捉水化反應中水分狀態(tài)和孔隙結構的變化。
低場核磁技術的獨-特優(yōu)勢
低場核磁共振技術通過檢測氫質子(¹H)的弛豫時間，能夠靈敏地反映材料中水分狀態(tài)、孔隙分布及動力學過程。與傳統(tǒng)方法相比，它具有非破壞性、實時監(jiān)測、原位分析等顯著優(yōu)勢，特別適合月壤基材料的研究。
鋁酸鹽水泥水化不同水化時間下的核磁共振T2譜
在月壤水泥基材料水化過程中，水分的存在形式和遷移規(guī)律對水化反應的進程和產物的形成至關重要。低場核磁可以準確區(qū)分吸附水和化學結合水，并實時監(jiān)測它們在水化過程中的變化。通過分析氫質子的弛豫時間譜，能夠獲得水分在不同狀態(tài)下的含量和分布信息，從而深入了解水化反應的機理。
