Bemerkungen zur Wärmeleitfähigkeit und Visko-Elastizität von Polymer-Festkörpern

Zusammenfassung Als Ausgangspunkt werden die auf 100% kristallines und 100% amorphes Polyäthylen extrapolierten Meß-werte vonEiermann herangezogen.Aus der Temperaturabhängigkeit des auf 100% Kristallinität bezogenen Wärmewiderstandes kann man schließen, daß in Polyäthylen-Kristallen bis 270 °K in merkbarem Ausmaß nur 3-Phononen-Prozesse, oberhalb 270 °K aber auch höhere Phononen-Prozesse eine Rolle spielen.Aufgrund der Biegesteifigkeit der Kettenmoleküle ist zu erwarten, daß sich das den Wärmewiderstand erzeugende dynamische Verhalten der Phononen in Polymeren erheblich von dem in niedermolekularen Substanzen unterscheidet. Die Biegesteifigkeit bewirkt bei einem Teil der Phononen eine konvexe Krümmung in der unteren Hälfte der Dispersionsrelationen. Hieraus resultiert eine mit der Wellenzahlk ansteigende Geschwindigkeit dieser Phononen, eine Vergrößerung der Wahrscheinlichkeit für die Phonon-Phonon-Wechselwirkung und eine Verletzung derHerpinschen Auswahlregeln. Der Grenzwert der Geschwindigkeit fürk 0 hängt nur von den zwischenmolekularen Wechselwirkungskräften ab, auch dann, wenn sich die Phononen in Kettenrichtung ausbreiten.Die Wärmeleitfähigkeit des 100% amorphen Polyäthylens verläuft zwischen 125 °K und der Glasübergangstemperatur proportional zu T^1/2. Diese Proportionalität wird plausibel, wenn man annimmt, daß die Temperaturabhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit allein durch die Wärmekapazität der Phononen, die die Biegesteifigkeit beanspruchen, gesteuert wird.Der Einfluß der Phononen-Wechselwirkung auf das visko-elastische Verhalten von Polymeren wird mit Hilfe eines der phänomenologischen Theorie der linearen Visko-Elastizität nachgebildeten Modells abgeschätzt.

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Summary As a starting-pointEiermanns experimental data extrapolated on 100% crystalline and 100% amorphous polyethylene are made use of.From the temperature dependence of the thermal resistance, referred to 100% crystallinity, there can be concluded that in polyethylene crystals up to 270 °K only 3-phonon-processes take effect whereas above 270 °K also higher phonon processes play a part.On account of the stiffness of the chain molecules there is to be expected that in polymers the dynamical behaviour of the phonons, which cause the thermal resistance, differs considerably from that in low molecular substances. With several phonon branches the stiffness causes a convex curvature of the lower part of the dispersion relations. From this convexity there results an increasing velocity of the phonons with the wave numberk, an augmented probability of phonon-phonon-interaction and a violation of theHerpin selection rules. The limit of the velocity fork 0 depends only on the intermolecular interaction forces, even if the phonons travel in the direction of the chain.The thermal conductivity of the 100% amorphous polyethylene is between 125 °K and the glass transition temperature proportional to T^1/2. This proportionality becomes comprehensible if the temperature dependence of the thermal conductivity is supposed to be regulated solely by the heat capacity of those phonons which stress the stiffness.The influence of the phonon interaction on the visco-elastic behaviour of polymers is assessed by means of a model analogous to the phenomenological theory of the linear visco-elasticity.

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Vorgetragen auf der Arbeitssitzung des Fachausschusses Physik der Hochpolymeren in der Frühjahrstagung Berlin 1971 vom 9. bis 13. März des Regionalverbandes Physikalische Gesellschaft zu Berlin (Abschnitte 1–4; der Abschnitt 5 anläßlich eines Kolloquiums zu Ehren vonP. Debye 1961 in Ludwigshafen und auf der Frühjahrstagung 1968 der Deutschen Physikalischen Gesellschaft in Gießen).

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Herrn Dr.H. Hendus (Ludwigshafen/Rhein) danke ich für die Überlassung seiner bisher noch unveröffentlichten Meßergebnisse (Abb. 1B und C).     

Thermal and electrical properties of dilute Cr-Ni base alloys

The ferro-paramagnetic phase transition in dilute Cr-Ni base alloys is investigated through a qualitative study of their thermal conductivity as a function of temperature in the near vicinity of the transition. A single apparatus was used to measure the thermal and electrical conductivities and the specific heat of three thin rod samples having Cr concentrations of 0.12, 0.51 and 1.13 at.%.A voltage-temperature (V-) realign was applied to measure the ratio between the thermal and electrical conductivities. The thermal conductivity data were then evaluated by using the electrical resistivity results obtained from the measured current-voltage (I–V) characteristic curves. A model describing the effect of Cr concentration on the I–V curve is proposed and tested. The effect of Cr concentration on specific heat is also presented.

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Zusammenfassung Der ferro-paramagnetische Phasenübergang von gestreckten Cr-Ni Ausgangslegierungen wurde mittels einer quantitativen Untersuchung ihrer Wärmeleitfähigkeit als eine Funktion der Temperatur in nächster Nähe des Phasenüberganges untersucht. Mit Hilfe einer einzigen Apparatur wurden Wärme- und elektrische Leitfähigkeit sowie die spezifische Wärme von drei Probenstäben mit einem Cr-Gehalt von 0.12, 0.51 bzw. 1.13% bestimmt.Für die Ermittlung des Verhältnisses zwischen Wärme- und elektrischer Leitfähigkeit wurde eine Spannungs-Temperatur (V-) Beziehung angewendet. Aus dem elektrischen Widerstand, erhalten aus den gemessenen Strom-Spannungskurven (I-V), kann dann die Wärmeleitfähigkeit ermittelt werden. Es wurde ein Modell entwickelt und getestet, um den Einfluß der Cr-Konzentration auf die (I-V)- Kurven wiederzugeben. Die Wirkung der CrKonzentration auf die spezifische Wärme wird ebenfalls beschrieben.

     

Die Wärmeleitfähigkeit von Gasen bei niederen Drücken

Zusammenfassung Bei dem Versuch, die Wärmeleitfähigkeit von Gasen bei Drücken von 10^–3 bis 10^–1 Torr zu messen, ergab sich, daß höhere Kohlenwasserstoffe eine höhere Wärmeleitfähigkeit zeigten als die niedrigen, und daß Wasserstoff, der bei höheren Drücken die höchste Wärmeleitfähigkeit von allen Gasen aufweist, bei Drücken unter 10^–1 Torr eine geringere Wärmeleitfähigkeit hat als alle Kohlenwasserstoffe. Zur Erklärung für dieses Verhalten wurde angenommen, daß der Wärmeübergang Gas—Gefäßwand sich bei den verschiedenen Gasen in weiten Grenzen ändert und von der Adsorption des Gases an der Wand abhängt.Mit 2 Abbildungen.     

Thermal resistance of ridge-waveguide laser diodes based on GaAs,GaSb or InP

The effects of different substrates (GaAs, GaSb and InP) on the thermal properties of laser diodes with a ridge-waveguide structure are presented. Laser diodes with the same basic geometry exhibit different thermal resistances. The reason is therefore the difference in thermal conductivity of the substrates and the active layer compounds. This leads to different temperature distributions in the structures. The theoretical results were supported by experimental data.

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Zusammenfassung Es wurde der Einfluß verschiedener Substrate (GaAs, GaSb und InP) auf die thermischen Eigenschaften von Laserdioden mit gefurchter Hohlleiterstruktur untersucht. Laserdioden mit dem gleichen geometrischen Grundaufbau zeigen verschiedene Wärmewiderstände. Die Ursache ist folglich der Unterschied in der Wärmeleitfähigkeit der Substrate und der Verbindungen der aktiven Schicht. Dies führt zu einer unterschiedlichen Temperaturverteilung in der Strukturen. Theoretische Ergebnisse werden durch experimentelle Daten bekräftigt.

     

Effects of crosslinking and chain degradation on the thermal conductivity of polymers

Summary The thermal conductivity of the following polymers was measured in the temperature range from –170 to 140 °C: Two crosslinked polymers (irradiated PE and PMMA crosslinked with TAC) and two degradated polymers (heat-treated AN-MMA-copolymer and irradiated PMMA).In the temperature range fromT _g toT _m , the thermal conductivity of irradiated PE decreases with increasing temperature and with increasing dose up to 600 MRD. The observed decrease of the thermal conductivity is attributed to a decrease of crystallinity due to irradiation. At temperatures aboveT _m , the thermal conductivity increases with the radiation dose. This results from radiation induced crosslinking.For crosslinked PMMA, the thermal conductivity increases with increasing concentration of TAC.The thermal conductivity of heat-treated AN-MMA-copolymer seems to decrease with heating time. This is caused by a shift of the flat break atT _g to higher temperatures.For irradiated PMMA, the thermal conductivity decreases slightly with radiation doses greater than 100 MRD.

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Zusammenfassung Die Wärmeleitfähigkeit folgender Polymeren wurde im Temperaturbereich von –175 bis 140 °C gemessen: Zwei vernetzte Polymere (bestrahltes PÄ und mit TAC vernetztes PMMA) und zwei abgebaute Polymere (AN-MMA-Copolymer mit thermischer Vorbehandlung und bestrahltes PMMA).Im Temperaturbereich vonT _g bisT _m nimmt die Wärmeleitfähigkeit des bestrahlten PÄ mit wachsender Temperatur und mit zunehmender Bestrahlungsdosis bis 600 MRD ab. Dieser Abfall der Wärmeleitfähigkeit wird auf die Abnahme der Kristallinität infolge Bestrahlung zurückgeführt. Bei Temperaturen, oberhalbT _m steigt die Wärmeleitfähigkeit mit zunehmender Bestrahlungsdosis. Das ist auf die strahlungsinduzierte Vernetzung zurückzuführen.Bei vernetztem PMMA findet man mit zunehmender Konzentration von TAC eine Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit und eine Verschiebung des flachen Knickes beiT _g nach höheren Temperaturen hin.Die Wärmeleitfähigkeit von AN-MMA-Copolymeren scheint mit zunehmender Temperzeit zu fallen. Das wird durch eine Verschiebung des flachen Knickes nach höheren Temperaturen verursacht.Bei bestrahltem PMMA zeigt die Wärmeleitfähigkeit einen kleinen Abfall mit Bestrahlungsdosen größer als 100 MRD.

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With 8 figures and 3 tables

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To Professor Dr.K.-H. Hellwege on his sixtieth birthday     

Thermal properties of some compositions in the chalcogenide system Sb40Te60-xSex

The thermal diffusivities, specific heats and thermal conductivities of the binary compositions Sb₄₀Te₆₀ and Sb₄₀Se₆₀ and the ternary composition Sb₄₀Te₃₀Se₃₀ were measured in the range 320 to 500 K. It was found that the environmental temperature, the content of Se in the composition and the conditions of measurements are decisive factors greatly influencing both the values and the behaviour ot the thermal parameters, and the mechanisms of thermal transport. Although the tested compositions exhibit semiconducting behaviour, the free charge carrier component of the thermal conductivity was so small as to be negligible. Thus, it could be concluded that the observed thermal conductivity is attributable to both photon and phonon mechanisms.

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Zusammenfassung Im Temperaturbereich 320–500 K wurde das Temperaturleitvermögen, die spezifische Wärme und die Wärmeleitfähigkeit der binären Kompositionen Sb₄₀Te₆₀ bzw. Sb₄₀Se₆₀ und der ternären Komposition Sb₄₀Te₃₀Se₃₀ untersucht. Man fand, daß die Umgebungstemperatur, der Se-Gehalt der Kompositionen und die Meßbedingungen entscheidende Faktoren sind, welche sowohl Wert als auch Verhalten der thermischen Parameter, weiterhin den Mechanismus des Wärmetransportes beeinflussen. Obwohl die untersuchten Kompositionen Halbleiterverhalten zeigten, war die freie Ladungsträgerkomponente der Wärmeleitfähigkeit so gering, daß sie vernachlässigt werden konnte. Somit konnte darauf geschlossen werden, daß die beobachtete Wärmeleitfähigkeit sowohl Photonen- als auch Phononenmechanismen zugeschrieben werden kann.

     

Versuche zur Variierung der Adsorptionseigenschaften von handelsüblichem Silikagel durch thermische und chemische Veränderungen dessen Oberfläche

Zusammenfassung Es wird untersucht, inwieweit es möglich ist, die spezifischen, vorwiegend hydrophilen adsorptionseigenschaften von handelsüblichem Silikagel durch nachträgliche Veränderungen der chemischen Struktur, insbesondere an der inneren Oberfläche, womöglich in organophile Eigenschaften umzuwandeln. In der Annahme, daß die an der Oberfläche des Gels befindlichen Si–OH-Gruppen für die bevorzugte Wasseradsorption verantwortlich seien, wurden diese durch Substitution mit organischen Resten entfernt. Ferner wurde Silikagel bei drei verschiedenen Temperaturen behandelt, um auch diesen Effekt auf die Adsorptionseigenschaften zu studieren. Diese Organogele und die thermisch behandelten Gele wurden auf ihre Adsorptionsfähigkeit für Äthylen — als Beispiel eines relativ kleinen dipollosen organischen Moleküls — und für Wasser untersucht. Außerdem wurde die Zahl der Si–OH-Gruppen quantitativ bestimmt und die Größe der Oberfläche nach der BET-Methode durch Aufnahme der Adsorptionstherme von Argon bei—183° C ermittelt.Bei den Organogelen wurde die Adsorptionsfähigkeit für Äthylen und Wasserdampf etwa gleichmäßig verkleinert, während die Oberfläche wohl kleiner wurde, quantitativ jedoch einen anderen Verlauf zeigt. Auch für die thermisch behandelten Gele nahm die Adsorptionsfähigkeit ab, und zwar um so stärker, je höher die Temperatur war, der das Gel ausgesetzt war. Die Zahl der Si–OH-Gruppen nimmt ebenfalls sowohl bei der Substitution durch organische Gruppen als auch bei der thermischen Behandlung ab, doch zeigt die Abnahme in quantitativer Hinsicht einen anderen Verlauf. Daher scheint die Ansicht, daß die Wasseradsorption mit der Zahl der OH-Gruppen zusammenhängt, nicht berechtigt. Mit Hilfe von Infrarotspektren gelang es nachzuweisen, daß bei den Organogelen die Substitution wirklich an den Si–OH-Gruppen stattgefunden hat.Mit 5 Abbildungen     

Role of the Debye temperature in the lattice thermal conductivity of silicon

This paper is a theoretical study of the effect of the variation in the Debye temperature _D with temperature on the lattice thermal conductivity of Si in the temperature range 2–300 K. Expressions for the three-phonon scattering relaxation rates previously proposed by Shermaet al. are used here. The percentage changes in the lattice thermal conductivity due to the Debye temperature for the transverse and the longitudinal phonons are studied separately.

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Zusammenfassung Dieses Manuskript ist eine theoretische Untersuchung des Einflusses der Veränderung der Debey-Temperatur D mit der Temperatur auf die Gitterwärmeleitfähigkeit von Si im Temperaturbereich 2–300 K. Unlängst von Shermaet al. vorgeschlagene Ausdrücke für die drei Phononen-Streuungsrelaxations-Geschwindigkeiten fanden dabei Anwendung. Die prozentuelle Änderung der Gitterwärmeleitfähigkeit in Abhängigkeit von der Debey-Temperatur wurde für transversale als auch für longitudinale Phononen separat untersucht.

     

Wärmeleitung in Polyamiden,Penton und Polyoxyäthylen im Temperaturbereich von — 175 bis +140°C

Zusammenfassung Die Wärmeleitfähigkeit von 6-, 6.6-, 6.10-Polyamid,Penton und Polyoxyäthylen wurde im Temperaturbereich von –175°C bis +140°C mit einem quasistationären Meßverfahren gemessen. Bei den Polyamiden steigt die Wärmeleitfähigkeit mit zunehmendem Kristallisationsgrad und mit zunehmendem Wassergehalt. Unter Zugrundelegung eines Zweiphasenmodells wurde die Wärmeleitfähigkeit der amorphen und der kristallinen Phase von 6- und 6.6-Polyamid berechnet. Für die Wärmeleitfähigkeit der amorphen Phase ergibt sich die für amorphe Hochpolymere typische Temperaturabhängigkeit mit einem flachen Maximum im Einfrierbereich, das sich wie das -Maxima der mechanischen Dämpfung mit steigendem Wassergehalt nach tieferen Temperaturen hin verschiebt. Die Wärmeleitfähigkeit der kristallinen Phase _k sinkt mit steigender Temperatur analog zur Wärmeleitfähigkeit niedermolekularer Mischkristalle nach der Beziehung 1/ _k =a+bT,a undb sind Konstanten.Die Wärmeleitfähigkeit vonPenton fällt mit steigender Temperatur. Bei, –8°C findet man ein flaches Maximum, dessen Lage mit der dilatometrisch gemessenen Einfriertemperatur der amorphen Bereiche übereinstimmt. Polyoxyäthylen zeigt ebenfalls einen Abfall der Wärmeleitfähigkeit mit steigender Temperatur. Das bei etwa –60°C liegende Maximum kann jedoch wegen des hohen Kristallisationsgrades nicht nur auf Einfriererscheinungen in den amorphen Bereichen zurückgeführt werden. Vermutlich sind auch Platzwechsel in den kristallinen Bereichen beteiligt. Bemerkenswert ist auch, daß der Verlauf der spezifischen Wärme hier keine Umwandlungen anzeigt (31).

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Summary The thermal conductivity of 6-, 6.6-, 6.10-polyamid,Penton and polyoxyethylene was measured in the temperature range from –175°C to +140°C by a quasi-stationary method. For the polyamids the thermal conductivity increases with increasing crystallinity and increasing content of water. The thermal conductivity of the amorphous and the crystalline phase was calculated on the basis of a two-phase model. For the thermal conductivity of the amorphous phase we obtained a dependence on temperture, which is typical for amorphous polymers, with a flat maximum in the glass transition range. This maximum is shifted to lower temperatures with increasing content of water like the -maxima of the mechanical damping. The thermal conductivity of the crystalline phase _k decreases with increasing temperature analogous to the thermal conductivity of low molecular crystals in accordance with the relation 1/ _k =a+bT;a andb are constants.The thermal conductivity ofPenton decreases with increasing temperature. AT –8°C we found a flat maximum the position of which is according to the dilatometrically determined glass transition temperature of the amorphous regions. Polyoxyethylene shows likewise a decrease of thermal conductivity with increasing temperature. The maximum, however, which lies at about –60°C, cannot only be attributed to glass transition phenomena in the amorphous regions because of the high degree of crystallinity. Presumably also displacements in the crystalline regions are involved. It is remarkable, too, that in this case the specific heat does not indicate any transitions (31).

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Mit 6 Abbildungen und 1 Tabelle     

Beitrag zur quantitativen Gaschromatographie

Zusammenfassung Ausgehend von der Wärmeleitfähigkeit binärer Gasgemische wird ein Ausdruck für die molare Anzeigeempfindlichkeit (molar response) von Wärmeleitfähigkeitsmeßzellen abgeleitet. Die mit Hilfe der aufgestellten Beziehungen gerechneten Empfindlichkeitswerte werden mit experimentell bestimmten Zahlenwerten verglichen. Die bei diesem Vergleich für bestimmte Molekülarten auftretenden Unterschiede werden diskutiert. Es wird ein empirisch ermittelter Korrekturfaktor f1,00 eingeführt, der die Abweichung der teils sehr unterschiedlichen Stoßpartner vom Modell der starren Kugeln wiedergibt. Der Zusammenhang zwischen diesem einfachen Korrekturfaktor f und den entsprechenden Größen der strengen Theorie der Transporterscheinungen wird diskutiert.     

Spezifische Wärme,spezifisches Volumen,Temperatur- und Wärmeleitfähigkeit von Hochpolymeren

Zusammenfassung Es werden Polystyrolfraktionen vom MolekulargewichtM=878, 2 300 und 22722 in Hexachlordiphenyl gelöst und alle Konzentrationsbereiche vom reinen Polystyrol zum Lösungsmittel berücksichtigt.Die Temperaturleitfähigkeit, spez. Wärme und das spez. Volumen werden in einem größeren Temperaturbereich gemessen, in welchem das Einfriergebiet liegt. Aus diesen Daten wird die Wärmeleitfähigkeit berechnet.Das Einfrierdiagramm der Mischungen entspricht einem Mischglassystem, dessen Moleküle oder Kettenglieder sich im Mischglas gegenseitig vertreten können.Die Temperaturleitfähigkeit-Temperatur-Kurven zeigen zwei Kurvenscharen, deren eine den festen oder weichgemachten Polystyrolen, deren andere hingegen den Gelen und Lösungen entspricht.Die Werte der Temperaturleitfähigkeit an der Einfriertemperatur zeigen in ihrer Abhängigkeit vom Zusatz an niedrigmolekularen Lösungsmitteln die Gebiete des weichgemachten Hochpolymeren, des Gels und der Lösung. Beim vorliegenden System beginnt die Lösung bei einem Verhältnis von Kettenglied zu Lösungsmittel wie 11.Die Wärmeleitfähigkeit-Temperatur-Kurven zerfallen ebenfalls in zwei Kurvenscharen wie diejenigen der Temperaturleitfähigkeit.     

Empirische und theoretische Untersuchungen der Sorptionsgeschwindigkeit von Gasen an porösen Stoffen I

Zusammenfassung Das wichtigste Ergebnis dieser Untersuchungen ist offenbar die starke Unsymmetrie in der Ad- und Desorption. Der Grund dieser Verschiedenartigkeit ist unmittelbar einzusehen: bei der Adsorption kann sich der zu dem Außendruck gehörige Gleichgewichtszustand verhältnismäßig schnell einstellen, während bei der Desorption gegen verschwindenden Außendruck ein solcher hemmender Gleichgewichtszustand entweder gar nicht oder höchstens gegen Ende der Entleerung erreicht wird.Mit der Geschwindigkeit sind natürlich auch die Temperatureffekte bei der Desorption größer als bei der Adsorption. Diese Verstärkung der Temperatureffekte hat jedoch noch eine zweite Ursache: bei der Desorption wird das Gas aus den Kornzwischenräumen herausgezogen, und dadurch nimmt die Wärmeleitfähigkeit der gesamten Adsorbensmasse wesentlich ab. Auf diese Weise erklären sich die bei der Ad- und Desorption gefundenen Unterschiede im Temperaturverlauf.Die durch die Wärmeeffekte hervorgerufene Verschiedenartigkeit der Ad- und Desorption wird hier deshalb so besonders stark hervorgehoben, weil sie bei der Sorption mit strömenden Gasen — soweit dort merkliche Wärmeeffekte auftreten — gewiß eine Rolle spielen wird und weil man bisher bei Untersuchungen der Sorptionsgeschwindigkeit diese Fragen anscheinend vollständig vernachlässigt hat.     

On the quantitative analysis of multicomponent mixtures by gas-liquid chromatography

Summary The thermal conductivity cell response to some heterocyclic and hydrocarbon compounds was determined relatively to pyridine and was used to calculate with accuracy the molar as well as the weight concentration of analysed multicomponent mixtures from peak area values. From these and other results obtained by correcting data that have been previously reported in literature it was shown that by applying the appropriate factor it was possible to obtain the composition of the unknown mixture either as the mole or the weight per cent with accuracy.

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Zusammenfassung Das Ansprechen der Wärmeleitfähigkeitszelle auf einige heterocyclische Verbindungen und Kohlenwasserstoffe wurde gemessen (bezogen auf Pyridin) und zur Berechnung der Zusammensetzung von Mischungen mehrerer Komponenten aus den Peak-Flächenwerten benutzt. Es wurde gezeigt, daß man bei Verwendung eines geeigneten Faktors die Zusammensetzung einer unbekannten Mischung in Mol-% oder Gew.-% genau errechnen kann.

     

Einflu? des Entladungsgases auf physikalische und spektrochemische Vorg?nge im Lichtbogen

Zusammenfassung Die im ersten Teil der Arbeit vorliegenden Untersuchungen erstrecken sich auf das Studium der bei verschiedenen Eisenverbindungen hervorgerufenen Intensitätsveränderungen des Spektrums in Argon-, Helium- und Argon-Sauerstoff-Atmosphäre. Der Einfluß der chemischen Bindung auf die Verdampfungsvorgänge sowie auf die Linienintensitätsunterschiede in Abhängigkeit vom verwendeten Entladungsgas werden diskutiert. Die Versuchsergebnisse zeigen, daß die Intensitätsunterschiede vor allem auf die Siedepunkte der eingesetzten Eisenverbindungen und auf die durch die entstehenden Reaktionsgase beeinflußten unterschiedlichen Verdampfungsraten zurückzuführen sind. Durch eine längere Verweilzeit der Probensubstanz im Anregungsbereich begünstigt, wird beim Arbeiten in Argon im Vergleich zu He und Ar-O₂ der stärkste Einfluß der chemischen Bindung auf die Linienintensität beobachtet. Es wurde weiterhin eine unterschiedliche Auswirkung der chemischen Bindung auf die Linienintensität in Abhängigkeit vom Anregungspotential der untersuchten Linien festgestellt.Die im zweiten Teil der Arbeit bestimmte axiale und radiale Linienintensitätsverteilung im Kathoden-Mittel- und Anoden-Bereich ermöglicht die Ermittlung des Einflusses der Gasatmosphäre auf die Linienanregung in den einzelnen Bogenzonen. Es ergab sich, daß jedes Entladungsgas eine spezifische Intensitätsverteilung eines Elementes im Bogenplasma sowohl in axialer als auch in radialer Richtung bewirkt. Von besonderem Einfluß auf die unterschiedliche Elementverteilung in der Anregungszone sind die physikalischen Eigenschaften wie z.B. die Wärmeleitfähigkeit der Entladungsgase.Teil I: [8].     

Die Wärme- und Temperaturleitfähigkeit von Kunststoffen

Zusammenfassung Es wird ein überblick über die verschiedenen physikalischen Modelle der Wärmeleitung gegeben. Für die Temperaturleitfähigkeit werden mit Hilfe der Thermodynamik Beziehungen abgeleitet, die die Berechnung von Änderungen auf Grund von Druck- und Temperatureinfluß zulassen.Anhand von Meßergebnissen der Temperatur- und Wärmeleitfähigkeit in Abhängigkeit von Druck und Temperatur werden Aussagen der theoretischen Analyse überprüft. Die wichtigsten Vorgänge, die den Verlauf der Meßwerte beeinflussen, sind für amorphe Kunststoffe Segmentbewegungen oder Reorientierungen von einzelnen. Molekülgruppen, für teilkristalline Kunststoffe Kristallisationserscheinungen oder änderungen der kristallinen Struktur.Verschiedene Beobachtungen führen zu dem Schluß, daß der Ordnungszustand von Schmelzen teilkristalliner Kunststoffe durch Druckeinwirkung während längerer Zeiten verbessert werden kann.

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Summary A review of several physical models of heat conduction is presented. Equations are derived for calculation of changes in thermal diffusivity with temperature and pressure.Experimental data of thermal conductivity and diffusivity, varying with temperature and pressure, are compared with results of the theoretical analyses. The experimentally observed phenomena for amorphous polymers can be interpreted in terms of segment motions or reorientation of distinct molecular groups. In semi-crystalline polymers, crystallisation or change in crystalline structure has a controlling influence on the thermal conductivity and diffusivity.Some observations support the conclusion that the molecular order of melts of semi-crystalline polymers can be improved by application of pressure over long periods.

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Mit 14 Abbildungen und 2 Tabellen     

Thermal conductivity of vitreous sodium phosphates

Summary The thermal conductivity was measured for vitreous sodium phosphates of a variety of compositions in the temperature range from 50° to 160°. The temperature coefficient of the thermal conductivity decreases with the increase ofR (Na₂O/P₂O₅ mole ratio), and changes its sign from positive to negative at the value ofR near unity. In the composition range fromR=0.7 toR=1.4, where the thermal conductivity increases with the increase ofR, the composition dependence of thermal conductivity can be explained by the composition dependences of density and of compressibility. The residual water in the phosphates on the ultraphosphate side of composition seems to have some large effect on the thermal conductivity.

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Zusammenfassung Die thermische Leitfähigkeit für glasige Natriumphosphate verschiedener Zusammensetzung wurde im Temperaturbereich von 50 bis 160° gemessen. Der Temperaturkoeffizient thermischer Leitfähigkeit nimmt mit dem Anteil anR (Na₂O/P₂O₅ molares Verhältnis) zu und ändert sein Vorzeichen von positiven zum negativen Werten vonR in der Nähe von eins. Im Bereich der Zusammensetzung vonR=0,7 bisR=1,4, indem die thermische Leitfähigkeit mit Zunahme vonR zunimmt, läßt sich die Abhängigkeit von der Zusammensetzung für die thermische Leitfähigkeit durch die Abhängigkeit von Dichte und Kompressibilität von der Zusammensetzung erklären. Das restliche Wasser in den Phosphaten auf der Ultraphosphat-Seite der Zusammensetzung scheint einen großen Einfluß auf die thermische Leitfähigkeit zu haben.

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With 7 figures and 1 table     

Einiges über Ordnungszustände und molekularen Feinbau bei Fasern,inbesondere bei natürlichen Zellulosefasern

Zusammenfassung Es werden die technischen Anforderungen an textile Fasern zusammengestellt, anschließend die prinzipiellen Aufbaumöglichkeiten von Fasern diskutiert und dabei besonders die Vorteile durch die morphologische Überstruktur bei Naturfasern gegenüber den nur statistisch geordneten Kunstfasern für eine Reihe von Eigenschaften besprochen. Am speziellen Modell der nativen Zellulose von Franz—Correns—Dolmetsch wird gezeigt, daß die Eigenschaften der Makromoleküle ausreichen, um auch die Längsfestigkeit der Fibrillen trotz der Unterteilung in Dermatosome zu verstehen. Schließlich wird auf einen möglichen Zusammenhang zwischen der Wellenlänge der thermischen Wärmebewegung und den Dermatosomdimensionen hingewiesen.     

Molekulartheorie der Ungleichgewichtszustände von Flüssigkeiter

Zusammenfassung Der einsinnige Verlauf irreversibler Vorgänge wird für Gase aus der statistischen Unabhängigkeit aufeinanderfolgender Zusammenstöße hergeleitet. In Kristallen spielt die anharmonische Kopplung von Eigenschwingungen eine ähnliche Rolle wie Zusammenstöße von Gasen. Für den flüssigen Zustand, für welchen sich weder Zusammenstöße noch Eigenschwingungen definieren lassen, wird die Irreversibilität der Reibung und Wärmeleitung aus dem Postulat abgeleitet, daß ein zeitlicher Auto-Korrelationskoeffizient der molekularen Beschleunigung nach einem endlichen Zeitabschnitt verschwinden soll. Durch Verknüpfung dieser Hypothese mit den Bewegungsgleichungen der Molekeln läßt sich die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Relativkoordinaten eines Durchschnittspaares von Molekeln ableiten. Für den Fall ungleichförmiger Temperatur oder Strömungsgeschwindigkeit wird die Verteilungs-funktion durch Auflösung einer Differentialgleichung gewonnen, welche aus der Theorie der Brownschen Bewegung bekannt ist.In Flüssigkeiten werden Impuls und Energie von Molekel zu Molekel durch Wechselwirkungskräfte übertragen. Energie der Impulsübertragung durch die Fortbewegung einzelner Molekeln ist im Gegensatz zu Gasen von untergeordneter Bedeutung. Impuls- und Energiestrom, und demgemäß Viskosität und Wärmeleitfähigkeit lassen sich als Erwartungswerte der Beiträge eines Durchschnittspaares berechnen; hierfür ist die Verteilungsfunktion der Relativkoordinaten anzuwenden.Die Theorie liefert allgemeine Aussagen über den Temperatureinfluß auf die Wärmeleitfähigkeit und Viskosität; sie wurde zur Berechnung des Einflusses eines elektrischen Feldes auf die innere Rèibung von Flüssigkeiten verwendet und auch zur Ableitung einiger Zahlenwerte der inneren Reibung von Argon. Übereinstimmung mit vorhandenem Erfahrungsmaterial erweist sich als hinreichend, um den weiteren Ausbau der Theorie als lohnend erscheinen zu lassen. Hierbei ist die wichtigste noch ungelöste Aufgabe die Berechnung der Auto-Korrelation der molekularen Beschleunigung.Vortrag, gehalten auf dem Herbert-Freundlich-Gedächtnis-Kongreß in Berlin vom 5. bis 8. Mai 1954.     

Molwärme des Chlordioxyds

Zusammenfassung Mittels einer Hitzdrahtmethode wird unter Verwendung von CO₂ als Bezugsgas die Molwärme von ClO₂ bei 199 und 279^o K durch Präzisionsmessungen der Wärmeleitfähigkeit der hochverdünnten Gase bestimmt. Durch Vergleich des für 199^o K gefundenenC _v-Wertes mit den aus optischen Daten berechnetenC _v-Werten wird eine in der Literatur hinsichtlich der Grundfrequenz der Deformationsschwingung der ClO₂-Molekel bestehende Unsicherheit beseitigt und damit die Voraussetzung zur genauen Berechnung der Molwärme bei allen Temperaturen geschaffen. Für den Koeffizienten der thermischen Akkommodation von ClO₂ an Platin werden bei 199 bzw. 279^o K die Zahlenwerte 1,00 und 0,97 gefunden.Mit 3 AbbildungenHerrn Prof. Dr.L. Ebert zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Electrokinetic studies of cotton Part III. The surface conductivity at the cellulose/electrolyte interface

Summary The contribution of surface conductivity to the conductivity of the cotton plug at different concentrations of electrolytes is calculated. The experimental values for surface conductivities are several orders of magnitude higher than the theoretical values calculated from the diffused part of the double layer. The discrepancy between the experimental and theoretical data is explained on the basis of the concept based on the structure of water.

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Zusammenfassung Der Beitrag der Oberflächenleitfähigkeit zur Leitfähigkeit eines Baumwollepfropfens bei verschiedenen Elektrolytkonzentrationen wurde berechnet. Es wurde festgestellt, daß die experimentellen Werte der Oberflächenkonduktivität um mehrere Größenordnungen höher sind im Verhältnis zu den auf der Basis der Diffusionsdoppelschichten tehoretisch errechneten Werte. Die zwischen den beobachteten Werten und den Versuchswerten bestehende Diskrepanz wurde anhand der Wasserstruktur geklärt.