《表1 稀土金属脱氧反应的吉布斯自由能数据汇总[10]》

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《稀土金属脱除氧杂质的新技术及驱动机制研究进展》

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分析熔盐平衡测试表明，稀土金属与氧的结合力甚至高于常用的除气金属钛[10，12-13].固溶氧杂质脱出部分稀土金属的热力学数据如表1所示.可以看到，即使要将稀土金属的氧质量分数降低到1%以下，仍然要克服极大地热力学阻力（反应吉布斯自由能为正）.举例来说，要在800℃的热处理温度下实现稀土金属的脱氧反应，其反应吉布斯自由能高达504185 J·mol-1，也即脱氧反应是热力学禁阻的.而要将稀土金属中的氧质量分数进一步降低，达到5×10-5的高纯化目标，将面临更大的热力学障碍.通过估算，假设提纯过程中的热处理温度为1000℃，要将稀土金属钆中的氧质量分数降低到5×10-5级别，外部氧分压需要满足低于10-41Pa的超高真空条件，才能满足氧杂质脱除的热力学要求[22].这一条件是人类现有真空设备技术不曾达到的极限高真空范围.因此，热力学上看，单纯通过高温高真空手段实现稀土金属的高纯化是十分困难的.