低场核磁技术突破月壤水泥基材料水化研究难题

随着人类对月球探索的不断深入，月球基地建设成为未来航天领域的重要目标。在月球环境中，就地取材制备建筑材料是降低成本、实现长期驻留的关键。月壤水泥基材料作为重要的候选材料之一，其水化过程直接影响材料的性能和可靠性。然而，月壤颗粒复杂（含玻璃质、角砾岩等），传统方法（SEM/XRD）难以实时监测水化过程，材料孔隙率、水分分布（吸附水 / 结合水）对强度影响显著，却缺乏原位监测手段。此时，低场核磁共振技术凭借其独-特优势，为月壤水泥基材料水化研究打开了新的局面。

 月壤基材料研究现状与挑战

月球表面覆盖着一层由岩石碎块、矿物颗粒和玻璃质组成的月壤，其颗粒组成复杂，物理化学性质与地球土壤差异巨大。在制备月壤水泥基材料时，月壤颗粒的特性对水化反应产生重要影响。传统的扫描电子显微镜（SEM）和 X 射线衍射（XRD）等方法，虽然能对材料的微观结构和物相组成进行分析，但难以实现对水化过程的实时动态监测，无法及时捕捉水化反应中水分状态和孔隙结构的变化。

低场核磁技术的独-特优势

低场核磁共振技术通过检测氢质子（¹H）的弛豫时间，能够灵敏地反映材料中水分状态、孔隙分布及动力学过程。与传统方法相比，它具有非破坏性、实时监测、原位分析等显著优势，特别适合月壤基材料的研究。

铝酸盐水泥水化不同水化时间下的核磁共振T₂谱

在月壤水泥基材料水化过程中，水分的存在形式和迁移规律对水化反应的进程和产物的形成至关重要。低场核磁可以准确区分吸附水和化学结合水，并实时监测它们在水化过程中的变化。通过分析氢质子的弛豫时间谱，能够获得水分在不同状态下的含量和分布信息，从而深入了解水化反应的机理。