Aluminothermic and Magnesiothermic Reduction of Rare Earth Compounds for Production of Alloys: Thermodynamic Evaluations

Dieses Kapitel vertieft die thermodynamischen Bewertungen von aluminothermen und magnesiothermischen Reduktionsprozessen zur Herstellung von Seltenerdmetalllegierungen. Die Studie konzentriert sich auf drei Arten von Seltenerdverbindungen: Oxide, Chloride und Fluoride, mit besonderem Schwerpunkt auf Chloride. Durch systematische Berechnungen mit FactSage konstruiert die Forschung Ellingham-Diagramme, um die relative Stabilität dieser Verbindungen zu beurteilen. Die Ergebnisse zeigen, dass Aluminium und Magnesium zwar die meisten Seltenerdoxide nicht direkt reduzieren, aber die Reduktion durch die Bildung intermetallischer Verbindungen erleichtern können. Die Studie untersucht auch die Auswirkungen von Temperatur- und Reaktionsverhältnissen auf die Gleichgewichtsphasen und hebt dabei den unterschiedlichen Grad der Reduktionseffizienz für verschiedene Seltenerdchloride hervor. Magnesium weist im Vergleich zu Aluminium eine höhere Reduktionsfähigkeit für Yttrium und Scandiumchlorid auf. Die Forschung kommt zu dem Schluss, dass die thermodynamische Aktivität reduzierter Seltenerdelemente eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Durchführbarkeit dieser Reduktionsprozesse spielt und wertvolle Erkenntnisse für die Herstellung von Seltenerdelementen bietet.