探索浩瀚宇宙是人类不懈追求的航天梦,月球是地球唯一的天然卫星,而火星具有较大的太空移民潜力。外星基地能够为人类宇宙探索提供关键支撑平台,然而依赖地球资源进行大规模外星基地建设耗资巨大。因此,探索利用外星球原位资源作为基地建设材料具有重要意义。本文立足于“就地取材,原位制造”的理念,针对外星广泛存在的月壤和火星壤资源,采用理论分析与试验验证相结合,开展外星壤的真空烧结性能与激光3-D打印试验研究,以期为外星基地建设用材料生产探索新思路。首先,进行了模拟外星壤的特性表征分析。研究了模拟月壤、模拟火星壤的化学成分、矿物成分、粒径分布等初始特性,对比分析了模拟月壤、火星壤与真实月壤、火星壤性能的差异。发现模拟月壤与真实月壤化学组成一致,成分为SiO₂、TiO₂、Al₂O₃、Cr₂O₃、FeO、Mn O、MgO、CaO、Na₂O、K2O、P2O5、S;模拟火星壤与真实火星壤化学组成一致,成分为SiO₂、TiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、Mg O、Ca O、Na₂O、K2O。其次,开展了模拟月壤与火星壤的真空烧结性能试验研究。采用真空管式炉烧结研究在不同温度和保温时间的烧结工艺下,模拟月壤与火星壤的烧结性能,测试分析了烧结产物的微观形貌、相成分、热物理性能、力学性能。发现通过高温烧结后的模拟月壤和火星壤为黑色块体,呈现出不同形貌。测试结果表明原材料经高温烧结后内部结晶良好,无新的晶相产生;烧结材料的导热系数最低为0.317W/m·K,远低于常规混凝土;材料的维氏硬度随着烧结时间增长有增大趋势,最大为1.052GPa。最后,开展了模拟月壤与火星壤的激光3-D打印试验研究。搭建了外星壤激光3-D打印平台,观测了不同激光功率、铺层厚度下打印材料的微观形貌,得到了4组理想的打印工艺参数,并实现了系列缩尺构件的打印,验证了激光3-D打印外星壤的可行性。