Crystallization of iron phosphate glasses

Differential thermal analysis (DTA), thermogravimetric analysis (TG), X-ray diffraction and Mössbauer spectroscopy were employed in the investigation of crystalline products of FeO_x-P₂O₅ glasses generated by various heat treatments. In glasses with a high value of =Fe²⁺/(Fe²⁺ + Fe³⁺), absorption of oxygen occurs in a broad temperature range identified by TG. Depending on the value of , two exotherms appear in the DTA curves, the low-temperature one corresponding to crystallization of the Fe₃(PO₄)₂ type regions, and the high-temperature one being related to various phases with dominating FePO₄. Each exotherm has its own transformation region, identical in absolute value. The Mössbauer spectra of glasses which underwent thermal treatment at higher temperatures exhibit some indication of phases of the types Fe₃(PO₄)₂ · xH₂O and FePO₄ · xH₂O.

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Zusammenfassung Differentialthermoanalyse (DTA), thermogravimetrische Analyse (TG), Röntgendiffraktion und Mössbauerspektroskopie wurden bei der Untersuchung (von kristalliner Produkte) durch verschiedene thermische Behandlungen hergestellten FeO_x-P₂O₅ Gläsern eingesetzt. In den Glasarten mit einem hohen Wert von =Fe²⁺/(Fe²⁺ + Fe³⁺) erfolgt die Sauerstoffabsorption in einem durch TG [nachgewiesenen breiten Temperaturbereich. In Abhängigkeit von dem -Wert erscheinen zwei Exothermen in den DTA-Kurven, von denen der bei niedriger Temperatur die Kristallisation des Fe₃(PO₄)₂ entspricht, und jener bei höheren Temperaturen in verschiedenen Phasen dem FePO₄. Jede Exotherme hat ihr eigenes Umwandlungsgebiet, das in absolutem Wert identisch ist. Die Mössbauer-Spektren der Gläser welche einer Wärmebehandlung bei höheren Temperaturen unterzogen worden sind, weisen einige Indikationsphasen der Typen Fe₃(PO₄)₂ · xH₂O und FePO₄ · xH₂O auf.

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, , FeO_x-P₂O₅, . , =Fe²⁺/(Fe²⁺+Fe³⁺) . , - : Fe₃(PO₄)₂, – FePO₄. , . , , Fe₃(PO₄)₂ · ₂ FePO₄ · ₂.

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The authors thank Mrs. Simonyiová for assistance in the experimental part of these investigations, and Dr. Horváth and Dr. Vondrovic for performing the X-ray and TG analyses.     

Studies on the V2O5?TiO2 system, V. Equilibrium pressures

The oxygen equilibrium pressures from pure V₂O₅ and co-precipitated V₂O₅–TiO₂ system were measured in the range of 200–450 °C. The behavior of the equilibrium pressure with changes of temperature of the samples with and without TiO₂ is attributed to Ti⁴⁺ interaction with the V₂O₅ lattice.

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V₂O₅ - V₂O₅–TiO₂ 200–450°C. TiO₂ Ti⁺⁴ V₂O₅.

     

Statistical estimation of the results of differential thermal analysis of cement materials

The paper describes the results of statistical analysis of DTA diagrams. A connection is found between the second and third endothermal effects. An analysis of geometrical characteristics of theT, S andh values of DTA diagrams confirms the absence of reliable connections. The rank correlation coefficients are determined according to Spearman. Non-linear programming is formulated to obtain the kinetic dependencies of the process of hydration of cement studied by DTA.

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Zusammenfassung Es wurden die Ergebnisse von statistischen Analysen der DTA Kurven besprochen, und ein Zusammenhang zwischen dem zweiten und dritten endothermischen Effekt gefunden. Durch Untersuchung der geometrischen Kennzeichen derT, S undh Werte der DTA Diagramme konnten keine verlÄ\lichen ZusammenhÄnge festgestellt werden. Die Koeffizienten der Rangkorrelation wurden nach Spearman bestimmt. Zur KlÄrung der kinetischen ZusammenhÄnge der Zementhydratation durch DTA wurde eine nichtlineare Programmaufgabe formuliert.

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Résumé On décrit les résultats de l'analyse statistique des courbes d'ATD. On a trouvé une connexion entre le second et troisième effet endothermiques. L'analyse des caractéristiques géométriques des effets des valeursT, S eth qui apparaissent sur les courbes d'ATD confirme l'absence de connexions sûres. On a déterminé les coefficients de la corrélation de rang suivant Spearman. On propose un programme non linéaire pour obtenir les dépendances cinétiques du processus d'hydratation du ciment étudié par ATD.

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. . T, S h . . , .

     

Application of DTA for controlling the heat treatment of E AlMgSi alloys

The phase changes in the solid state in E AlMgSi alloy are discussed. The dissolution and precipitation processes are investigated by DTA, and the results can be applied to control the technological parameters of dissolution heat treatments.

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Zusammenfassung Die Autoren erörtern die Phasenänderungen in festem Zustand in E AlMgSi-Legierungen. Die Lösungen- und Fällungsvorgänge werden mittels der DTA-Methode untersucht, wodurch die Versuchsegebnisse bei der Kontrolle der technologischen Parameter der Hitzebehandlung von Lösungen eingesetzt werden⁵ können.

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Résumé Etude par ATD des changements de phases dans l'état solide de l'alliage E AlMgSi et des processus de dissolution et de précipitation. Les résultats peuvent être appliqués au contrôle des paramètres technologiques des traitments thermiques.

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E AlMgSi, . . .

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Paper presented at the Scientific Session on Thermal Analysis held at Balatonfüred, Hungary, on 14–16 October 1976.     

Thermal decomposition of ammonium nitrate dispersed in a multicomponent nitrate system

To obtain the kinetic curves of thermal decomposition of ammonium nitrate occurring together with decomposition of metal nitrates contained in a mixture, the ammonia contents evolved from samples heated under thermoanalytical conditions were determined by the Kjeldahl method.

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Zusammenfassung Der aus unter thermoanalytischen -Bedingungen erhitzten Proben freigesetzte Ammoniakgehalt wird durch das Kjeldahlverfahren bestimmt, um die kinetischen Kurven der thermischen Zersetzung von Ammoniumnitrat zusammen mit der Zersetzung von Metallnitraten in Gemischen zu erhalten.

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, , , .

     

Vitreous phases of the Ag2O∶B22O3∶P2O5 system

Most optimized vitreous electrolytes are obtained by doping an oxide glass with a salt (MX); the resulting substance has an increased ionic conductivity, but a reduced thermal stability. On the other hand, this paper shows that it is possible to obtain vitreous electrolytes with enhanced electrical and thermal performances by mixing two glass formers. This phenomenon may be called the mixed anion effect. The Ag₂OB₂O₃P₂O₅ system is shown to offer a very interesting example of such a phenomenon.

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Zusammenfassung Optimale glasartige Elektrolyte werden durch Dopen eines Oxydglases mit einem Salz (MX) erhalten; die Produkte weisen eine erhöhte ionische Leitfähigkeit, jedoch auch eine verminderte thermische Stabilität auf. Andererseits wird gezeigt, daß glasartige Elektrolyte mit besseren elektrischen und thermischen Eigenschaften durch Mischen von zwei Glasbildnern erhalten werden können. Für dieses Phänomen wird die Bezeichnung mixed anion effect in Vorschlag gebracht. Es wird gezeigt, daß das System Ag₂OB₂O₃P₂O₅ ein sehr interessantes Beispiel dieses Phänomens bietet.

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MX. , . . . , Ag₂O₂₃₂₅ .

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The NMR data were collected at the Regional NMR Center of the Colorado State University (Fort Collins, Co, USA), funded by NSF Grant CHE-8208821). This research was funded in part by the Italian Department of Education (MPI 40%).     

Induction period of the conversion of methanol to hydrocarbons on a nickel loaded faujasite: Evidence for a suppression of the autocatalytic step

The conversion of methanol to hydrocarbons on nickel loaded faujasites can be retarded for many hours time-on-stream. The induction period is interpreted to be due to a suppression of the autocatalytic step of the reaction. An autocatalytic mechanism is proposed based on the -scission of branched carbenium ion intermediates.

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. . , - .

     

Reaction specificity in catalysts reported to exhibit strong metal-support interactions

The specific activities of a 10% Ni/TiO₂ and a 10% Ni/SiO₂ catalyst for the hydrogenolysis of n-hexane and for the methanation reaction have been investigated. Both catalysts have very similar activities and selectivities for hydrogenolysis. However, the titania-supported catalyst exhibits a considerably greater specific activity for methanation. It is concluded that this enhancement of activity is reaction specific, and we propose a mechanism involving the adsorption of CO onto the surface of titania.

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10% Ni/TiO₂ 10% Ni/SiO₂ - . . , TiO₂ . , . , CO .

     

Effect of the network structure on the flammability ofcis-1,4-polyisoprene vulcanizates

The combustibilities ofcis-1,4-polyisoprene and its peroxide and sulphur vulcanizates have been investigated by means of the oxygen index method. The temperature distribution in the sample and the molecular weight of the liquid products formed as a result of elastomer destruction in the combustion zone have been measured. It has been found that the combustibility ofcis- 1,4-polyisoprene diminishes as its cross-link density increases. This effect is much stronger for sulphur than for peroxide vulcanizates. The investigations lead to the conclusion that a mechanism of network degradation and volatile sulphur compounds penetrating to the flame are responsible for this difference.

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Zusammenfassung Die Brennbarkeit des unvernetztencis-1,4-Polyisoprens und seiner Peroxid- und Schwefelvulkanisate wurde mit der Sauerstoffindexmethode untersucht. Messungen der Temperaturverteilung im Prüfling wurden ebenfalls ausgeführt und das Molekulargewicht der infolge der Zersetzung der Elastomere in der Verbrennungszone entstehenden flüssigen Produkte mit der Methode der dynamischen Osmometrie bestimmt. Es wurde festgestellt, daß die Brennbarkeit des cis-1,4-Polyisoprens mit zunehmender Vernetzungsdichte abnimmt, und zwar viel ausgeprägter im Falle der Schwefel- als im Falle der Peroxidvulkanisate. Es wurde gefolgert, daß flüchtige, in die Flamme gelangende Schwefelverbindungen als Verbrennungsinhibitoren wirken.

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-1,4- . , . , -1,4- . . , .

     

Fossil age determination by thermal analysis

Subsequent to a comparative examination of recent bone material the author has recently completed the paleobiogeochemical evaluation of classical Quaternary and Pliocene terrestrial fossils of vertebrata from Hungary. A derivatograph (MOM) has been used to determine two thermoanalytical parameters which are closely associated with the passage of geological time: the total bound organic-matter content of the fossil and the fossilization cofficient.Derivatographic measurement of the organic matter in the bones is supplemented by fine-structure analysis of bone-tissue slides.Sample material of unknown age from several provenances was evaluated with the new dating method. The importance of the procedure is even greater in cases when only indefinite sporadic finds can be obtained from the sediments.

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Zusammenfassung Nach einer vergleichenden Untersuchung an neuzeitlichem Knochenmaterial hat der Autor kürzlich die paleobiogeochemische Auswertung der klassischen Quaternären und Pliocenen terrestren Fossilien von Vertebraten aus Ungarn ergänzt.Ein Derivatograph (MOM) wurde zur Bestimmung zweier thermoanalytischer Parameter eingesetzt, die eng mit dem Fortschreiten der geologischen Zeit verbunden waren: dem Gesamtgehalt an gebundenem organischem Material und dem Fossilisationskoeffizienten.Die derivatographische Messung der organischen Substanz in den Knochen wurde durch die Feinstrukturanalyse von Knochengewebeschnitten ergänzt.Probenmaterial unbekannten Alters verschiedener Herkunft wurde mit der neuen Methode ausgewertet. Die Bedeutung des Verfahrens ist in den Fällen noch grösser, wenn aus den Sedimenten nur unbestimmte sporadische Funde erhalten werden können.

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, . (MOM) , : . - . . , .

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The author wishes to thank the staff of the Department of Experimental Physics of L. Kossuth University for the neutron activation measurements and the Computer Center of the University for the calculation work.     

Estimation of the reactivities of some iron(III)oxides by emanation thermal analysis

A new method for estimating the reactivity of iron(III) oxide in a solid-state reaction is proposed. The method is based on the release of radioactive inert gas atoms (²²²Rn emanation) from a mixture of solids previously labeled with the inert gas atoms. By measuring the rate of release of emanation as a function of temperature, information can be obtained about the solid-state reaction and the final reaction product. The reactivities of some iron(III) oxide samples of different thermal histories and origins have been estimated in the solid-state reaction with zinc oxide labeled with the parent isotope of the emanation,²²⁸Th. The results of the proposed method, found more objective than common methods, are compared with surface area measurements on the tested samples.

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Zusammenfassung Eine neue Methode zur Abschätzung der Reaktivität von Eisen(III)oxid in der Festphasenreaktion wird vorgeschlagen. Die Methode beruht auf der Freisetzung radioaktiver Inertgasatome²²⁰Rn (Emanation) aus dem Gemisch ursprünglich mit Inertgasatomen markierter Festkörper. Durch Messung der Geschwindigkeit der abgegebenen Emanation in Abhängigkeit von der Temperatur können Informationen über die Festphasenreaktion und die Reaktions-Endprodukte erhalten werden. Die Ermittlung der Reaktivität einiger Eisen(III) oxid-Proben verschiedener Wärmegeschichte und verschiedenen Ursprungs wurde in der Festphasenreaktion mittels Zinkoxid durchgeführt, das mit dem Ausgangsisotopen der Emanation,²²⁸Th, markiert worden war. Die Resultate der vorgeschlagenen Methode, welche den üblichen gegenüber für objektiver gefunden wurde, werden mit den Oberflächenmessungen der geprüften Proben verglichen.

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Résumé On propose une nouvelle méthode pour estimer la réactivité de l'oxyde de fer(III) dans les réactions en phase solide. Elle repose sur le dégagement des atomes du gaz inerte radioactif²²⁰Rn (radon) du mélange des solides préalablement marqués par les atomes de gaz inerte. En mesurant la vitesse de dégagement du radon en fonction du temps on peut obtenir des renseignements sur la réaction dans l'état solide ainsi que sur le produit final de la réaction. On a pu estimer la réactivité en phase solide de quelques échantillons d'oxyde de fer(III), d'histoire thermique et d'origine différentes, vis-à-vis de l'oxyde de zinc marqué avec l'isotope parent du radon:²²⁸Th. On a comparé les résultats de la méthode proposée, estimée plus objective que celles habituellement utilisées, à ceux des mesures de surfaces spécifiques des échantillons étudiés.

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, . , , . : MOM, Netzch , , . - . , , , .

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Dedicated to Mrs. K. B. Zaborenko, Professor at the Moscow State University and leader of a research group developing emanation thermal analysis in the USSR, in honour of her anniversary.     

Investigation of the pore structure of Raney nickel catalysts

Ar and N₂ adsorption and capillary condensation studies at 77.4 and 84K on Raney nickel catalysts modified by Ti, V, Cr, Mn, Zr, Mo, Ta, W, Re and on BAU char coal show that at 77.4K, in pores with d_eff>100Å, argon exists in the solid state.

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Ar N₂ 77,4 84°K - , Ti, V, Cr, Mn, Zr, Mo, Ta, W, Re , d>100 Å 77,4 °K .

     

Kinetic measurements on polymers — Applications and limits

A modern kinetic evaluation method for nonisothermal reactions measured with TG or DSC is presented. The obtained kinetic data are the basis for computation of a reaction process under any condition, e.g. isothermal or adiabatic. The measurements were performed on a Mettler TA3OOO system with built-in evaluation software. Mainly the following reactions are discussed: polyaddition of an epoxy premix and pyrolysis of polystyrene. To judge the reliability of the results, 4 check procedures are recommended.

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Zusammenfassung Es wird eine moderne kinetische Auswertungsmethode für durch TG oder DSC verfolgte nichtisotherme Reaktionen vorgestellt. Die erhaltenen kinetischen Daten stellen die Basis der Berechnung der Reaktionsprozesse unter jeder, z.B. isothermer oder isobarer Bedienung dar. Die Messungen wurden mit dem Mettler-System TA3000 mit Auswertungs-software ausgeführt. In erster Linie werden die folgenden Reaktionen diskutiert: Polyaddition eines Epoxy-Vorgemisches, Pyrolyse von Polystyrol. Zur Beurteilung der Zuverlässigkeit der Ergebnisse werden 4 Testverfahren empfohlen.

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, . - , , . TA 3000 . - . .

     

Shape selectivity and maximum molecular size in methanol to hydrocarbons transformation

The maximum product size obtained during methanol to hydrocarbons transformation on medium and large pore zeolites and amorphous silica-aluminas is not governed by shape selectivity but it is a consequence of operational conditions and other process characteristics such as the occurrence of cracking reactions.

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, , , .

     

A novel method for the dealumination of zeolites

A wide range of halogen containing reagents (metal halides, oxyhalides, acid halides, etc.) are found to interact from the gas phase with exchange ions of zeolites and to effect dealumination at elevated temperatures. The incorporation of extraneous ions into the framework by this technique is not impossible theoretically. The importance of the method in the preparation of dealuminated and/or metal containing catalysts is discussed.

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, , ( , , ), , . . / , .

     

Usefulness of kinetic parameters in investigations of thermal decompositions of solids

The theoretical curves in the coordinates a vs. time for isothermal, and avs. temperature for non-isothermal experiments are calculated as functions of three kinetic parameters: activation energyE, pre-exponentical factorA and theg() function describing the mechanism of thermal decomposition of solids. The results show that conclusions not taking into consideration all three parameters can lead to information of little value concerning the mechanism of the decomposition and kinetic calculations. A correlation between non-isothermal and isothermal experiments, important for determination of the thermal stabilities of the compounds, is impossible without a knowledge of theg() function.

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Zusammenfassung Theoretische Umsatzkurven gegent für isotherme bzw gegen Temperatur für nichtisotherme Versuchsführung wurden berechnet in Abhängigkeit von den drei kinetischen Parametern AktivierungsenergieE, PräexponentialfaktorA und derg()-Funktion, die den Mechanismus der Zersetzung von Festkörpern beschreibt. Die Ergebnisse zeigen, dass Schlussfolgerungen, die nicht alle drei Parameter berücksichtigen, zu, Ergebnissen von geringer Aussagekraft bezüglich des Zersetzungsmechanismus und der kinetischen Interpretation führen. Eine Korrelation nicht-isothermer und isothermer Experimente, die für die Bestimmung der thermischen Stabilität der Verbindungen wichtig ist, ist ohne Kenntnis der Funktiong() unmöglich.

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- - : , - g(), . , , , . , g().

     

Inhibition by phase transfer catalysts

While phase transfer catalysts have generally a positive effect on substitution of halides by rhodanide ion in two-phase reaction systems changing the structure of alkyl halide from primary to tert.-alkyl groups, catalysis reverses into inhibition. The assumption that this is due to the change in reaction mechanism from S_N2 to S_N1 was proved on hydrolysis of triphenylmethyl chloride in a two-phase system, where the inhibitory effect of phase transfer catalysts is even more pronounced.

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, , , , . , S_N2 S_N1, , .

     

Catalytic activity of perovskite-type oxides LaMeO3

Catalytic activities for CO oxidation of a series of LaMeO₃(Me³⁺=V³⁺, Cr³⁺, Mn³⁺, Fe³⁺, Co³⁺, Ni³⁺) perovskite-type oxides were measured. Maxima for Mn³⁺ and Co³⁺ were found. The relation between local symmetry of solid surfaces and chemisorption and catalysis is discussed.

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, LaMeO₃ (Me⁺³=V⁺³, Cr⁺³, Mn⁺³, Fe⁺³, Co⁺³, Ni⁺³) CO. Mn⁺³ Co⁺³. , .

     

A systematic theory of one-cell differential thermal analysis

The mathematical theory is developed for heat transfer in the cells of DTA instruments with no temperature gradient. Equations are derived for the various portions of the differential curve. The concepts of real and hypothetical base lines are introduced and rules are formulated for plotting them. Three methods are proposed for processing the curves, with and without the introduction of base lines. The physical meanings of the geometrical elements of the thermal curves and their relationship with the experimentally determined thermal quantities are elucidated. Equations in differential and integral forms are derived for the base line of the cell and the base line of the reaction.

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Zusammenfassung Eine mathematische Theorie für den Wärmeübergang in Zellen von DTA-Geräten ohne Temperaturgradient wird entwickelt. Für die einzelnen Abschnitte der differentiellen Kurve werden Gleichungen abgeleitet. Das Konzept der reellen und hypothetischen Grundlinien wird eingeführt und Regeln für deren Konstruktion werden aufgestellt. Drei Methoden zur Darstellung der Kurven mit und ohne Einführung der Grundlinien werden vorgeschlagen. Die physikalische Bedeutung der geometrischen Elemente der thermischen Kurven und deren Beziehung zu den experimentell bestimmten thermischen Größen werden klargestellt. Für die Grundlinie der Zelle und für die der Reaktion werden Gleichungen in differentieller und integraler Form abgeleitet.

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, . . . — . . .

     

Retarded solid state reactions

Reconstructive phase transitions and formation or decomposition reactions in the solid state exhibit in DTA-measurements a more or less great hysteresis between the temperatures from heating and cooling curves; at worst the reaction can be suppressed completely. By e.m.f.vs. T-measurements in appropriate galvanic cells for solid electrolytes equilibrium temperatures in the case of such kinetic hindrance can be determined and additionally the existence of metastable states can be proved.

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Zusammenfassung Rekonstruktive Phasenumwandlungen sowie Bildungs- und Zersetzungsreaktionen im festen Zustand zeigen bei DTA-Messungen eine mehr oder minder große Hysteresis zwischen den aus Aufheiz- bzw. Abkühlkurven ermittelten Temperaturen; schlimmstenfalls kann die Festkörperreaktion völlig unterdrückt sein. Mißt man in geeigneten galvanischen Zellen für Festelektrolyte EMK-gegen-T-Kurven, so erhält man auch im Falle kinetischer Hemmungen Gleichgewichtstemperaturen und kann darüber hinaus das Vorliegen metastabiler Zustände nachweisen.

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, : . .

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We have to thank the Deutsche Forschungsgemeinschaft and the Fonds der Chemischen Industry for supporting our work from the outset.