Preparation,spectral and thermal studies of neodymium zirconyl oxalate hexahydrate

Neodymium zirconyl oxalate (NdZrOX) is prepared and characterized by chemical analysis and ir spectral studies. Its thermal decomposition has been investigated by using DTA, TG, DTG, X-ray diffraction and ir spectroscopy. On the basis of thermogravimetry and isothermal studies a probable mechanism for the decomposition is proposed. The decomposition proceeds mainly through three stages: i) dehydration between RT-413 K, ii) decomposition of oxalate between 413–943 K and iii) decomposition of the carbonate between 1028–1235 K to give a mixed oxide. The ir spectra and X-ray diffraction studies are made for identification of the intermediates. X-ray diffraction studies of the end product indicates that it belongs to cubic crystal system witha=11.520 Å.

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Zusammenfassung Neodymzirkonyloxalat (NdZrOX) wurde dargestellt und durch chemische Analyse und IR-spektroskopische Untersuchungen charakterisiert. Die thermische Zersetzung dieser Verbindung wurde mittels DTA. TG, DTG, Röntgendiffraktometrie und IR-Spektroskopie untersucht. Basierend auf Ergebnisse der Thermogravimetrie und isothermer Methoden wird ein möglicher Zersetzungsmechanismus vorgeschlagen. Die Zersetzung verläuft im wesentlichen über drei Stufen: i) Dehydratisierung zwischen Zimmertemperatur und 413 K, ii) Zersetzung des Oxalats zwischen 413 und 943 K und iii) Zersetzung des Carbonats zwischen 1028 und 1235 K unter Bildung eines Mischoxides. IR-spektroskopische und röntgendiffraktometrische Untersuchungen wurden zur Identifizierung der Zwischenprodukte ausgeführt. Die röntgendiffraktometrische Untersuchung des Endproduktes ergibt eine kubische Zelle mita= 11.520 Å.

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-. , , , . . , , : / 413 , / 413943 / 1028–1235 . - . - , =11.520 Å.

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One of the authors (VBR) is grateful to CSIR (India) for the senior research fellowship.     

The role of intra- and intermolecular hydrogen bonds in the formation of β-cyclodextrin head-to-head and head-to-tail dimers. The results of ab initio and semiempirical quantum-chemical calculations

The conformation of a free -cyclodextrin molecule optimized by the MNDO/PM3 quantum-chemical calculations has C₇ symmetry. The right orientation of the interglucose hydrogen bonds in -cyclodextrin, in which the 2-OH groups act as the proton donors and the O atoms of the nearby 3"-OH groups function as the proton acceptors, is advantageous for thermodynamic reasons. The ring of seven H bonds thus formed stabilizes the symmetrical form of -cyclodextrin. The -cyclodextrin head-to-head dimer has D ₇ symmetry and consists of molecules whose 2-OH groups partcipate as proton donors in the formation of fourteen complementary intermolecular hydrogen bonds. The energy of H bonds in the -cyclodextrin monomer and dimer was estimated to be 1.0--1.4 kcal mol^–1. Of the two possible -cyclodextrin dimers, the head-to-tail dimer is more thermodynamically stable. The thermodynamic preference of the right orientation of the inter-glucose H bonds in -cyclodextrin was confirmed by the MP2/6-31G(d,p)//6-31G(d,p) ab initio calculations for maltose (-glucodioside). The maltose molecule with inter-glucose H bonds of the type 2-OHO(3")-H is more stable than the structure with the H-(2)OH-O(3") orientation of H bonds with a difference of 2.7 kcal mol^–1. According to the MNDO/PM3 method, the maltose structure with the right H bond orientation is more stable by 3.1 kcal mol^–1.     

Contribution a l'etude des associations aminophenazone-uree aminophenazone-thiouree et aminophenazone-noxythioline

The phase diagrams for aminophenazone-urea (a), aminophenazone-thiourea (b) and aminophenazone-noxythioline (c), established by differential scanning calorimetry, transparency method and thermomicroscopy, revealed the presence of definite compounds (1–3). These compounds are formed during eutectic fusion for (a) and (c); the definite compound for (b) displays non-congruent fusion.

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Zusammenfassung Aus den durch DSC ermittelten Phasendiagrammen für Aminophenazon-Harnstoff (a), Aminophenazon-Thioharnstoff (b) und Aminophenazon-Noxythiolin (c) sowie durch die Transparenzmethode und Thermomikroskopie wurde die Existenz der definierten Verbindungen (1–3) nachgewiesen. Diese Verbindungen werden im Falle von (a) und (c) in eutektischen Schmelzen gebildet. Die definierte Verbindung für (b) schmilzt nicht-kongruent.

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- (a), - () - (), , , . ((a)) (), () .

     

The kinetics of the thermal degradation of calcium carbonate

The decomposition of calcium carbonate fine powder in a flowing nitrogen atmosphere has been investigated by non-isothermal thermogravimetry at heating rates in the range, 10–50 deg min^–1. The analog percentage weight change record was digitized at 1 deg intervals. The resulting data, transformed into dimensionless extents of reaction and calculated rates of reaction, was then subjected to the Arrhenius, Friedman and Generalized Kissinger analyses, using a recently developed FORTRAN program system. The value ofn namely 0.39 ±0.04, resulting when the data is analyzed assuming an nth order reaction, strongly indicates that the most probable rate controlling step is a three-dimensional diffusion process (D4 mechanism), withE=172.4 kJ·mol^–1 andA=1.97·10⁴ K^–1·min^–1. Reasons for the wide disparity in previously reported kinetic data are discussed.

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Zusammenfassung Die Zersetzung von feinpulvrigem Calciumcarbonat im Stickstoffstrom wurde durch nicht-isotherme Thermogravimetrie bei Aufheizgeschwindigkeiten von 10–50 °C/min untersucht. Die analoge prozentuale Gewichtsverlustregistrierung wurde in Intervallen von einem Grad digitalisiert. Die erhaltenen, in solche eines dimensionslosen Reaktionsgradcs überführten Daten und berechnete Reaktionsgeschwindigkeiten wurden der Arrhenius-, der Friedmann- und einer verallgemeinerten Kissinger-Analyse unterzogen, wobei ein kürzlich aufgestelltes FORTRAN-Programm benutzt wurde. Der unter der Annahme einer Reaktion n-ter Ordnung fürn erhaltene Wert von 0.39 ±0.04 ist ein nachdrücklicher Hinweis darauf, daß der geschwindigkeitsbestimmende Schritt höchstwahrscheinlich ein dreidimensionaler Diffusionsprozeß (D4-Mechanismus) mitE=172.4 kJ·mol^–1 undA=1.97·10⁴ K^–1·min^–1 ist. Gründe für die weitreichende Verschiedenheit der bisher mitgeteilten kinetischen Daten werden diskutirt.

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10–50° . , , 1. , , , , , . n- , =0,39 ±0,04 , , e (4 ) E=172, 4 · ^–1 =1,97·10^{4 –1}·^–1. .

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To be presented at the 14th North American Thermal Analysis Society Conference, San Francisco, CA, September 15–18, 1985.     

Nitrosation of mefenorex in the presence of cyclodextrins

- and -Cyclodextrin (CD) and heptakis-2,6-di-O-methyl--cyclodextrin (DIMEB) form soluble inclusion compounds with mefenorex (MEF); with -CD a partial inclusion occurs. No solid inclusion compound could be obtained with the four CDs. -, -CD and DIMEB, but not -CD, enhance the nitrosation rate of MEF if the nitrosation assay procedure (NAP test) is applied. During this reaction with - and -CD, solid inclusion compounds of the CDs and nitrosomefenorex (NMEF) precipitate.Part of the Ph.D. thesis of V. Wedelich, Freie Universität Berlin, 1985.     

Asymmetric halogenation and hydrohalogenation of styrene in crystalline cyclodextrin complexes

Asymmetric halogenation and hydrohalogenation of styrene in microcrystalline cyclodextrin complexes were studied in the gas-solid state, and compared with the homogenous reactions in aqueous or dimethyl sulfoxide solutions. The gas-solid brominations in the - and -cyclodextrin complexes produced predominantly (–)-1,2-dibromo-l-phenylethane. The chiral induction for the reaction of the -cyclodextrin complex rose to 9 times that of the -cyclodextrin complex. Brominations in the homogenous solutions containing the - or -cyclodextrin complexes gave no dibromide but racemic bromohydrin. In the gas-solid chlorination, the -cyclodextrin complex gave (–)-dichloride,S-(+)-2-chloro-l-phenylethanol (14% ee) and (+)-1,2,2-trichloro-l-phenylethane, and the -cyclodextrin complex produced (+)-dichloride,S-(+)-chlorohydrin (8% ee) and (+)-trichloride. The chiral induction of the gas-solid halogenation using the solid cyclodextrin complexes is attributed to the ability to hold rigidly a chiral conformation of the crystalline state. However, the gas-solid hydrohalogenation all gave racemic products.Presented at the Fourth International Symposium on Inclusion Phenomena and the Third International Symposium on Cyclodextrins, Lancaster, U.K., 20–25 July 1986.     

Catalytic desulfurization of ethanethiol over zinc-forms of NaX zeolites

Zinc exchanged zeolite X was found to catalyze effectively the dehydrosulfurization of ethanethiol. The catalytic activity correlated linearly with the degree of ion exchange and increased with the reaction temperature. The role of zinc cations in the reaction examined is discussed and suggestions concerning the reaction mechanism are put forward.

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X, Zn, . . .

     

Dissociative adsorption of oxygen and hydrogen, and the formation of hydroxyl groups on the surface of Cu, Ag, Ni, Pd and Pt

By the semi-empirical interacting bonds method, the heats of oxygen and hydrogen adsorption in a dissociative form on the (100) face of Cu, Ag, Ni, Pd and Pt have been calculated. It has been shown that most stable are the multiply bonded adsorption forms. For the different bonding states, the heat of hydroxyl group formation from O₂ and H₂ varies but slightly. The calculated values are compared with the experimental data.

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(100) Cu, Ag, Ni, Pd, Pt. , . - H₂ O₂. .

     

Parametric sensitivity of complex temperature-programmed desorption,reaction and reduction

Through simulation of the temperature-programmed desorption, reaction and reduction in a system of parallel reactions. it is shown that the experimental conditions influence the simultaneous or consecutive occurrence of the individual reactions of the system. Adjustment of the concentration of a gaseous reaction component or optimization of the temperature program results in a shift to the desired consecutive occurrence of the reactions. Therefore, a better resolution of the individual reactions can be achieved through a judicious choice of the experimental conditions of the temperature-programmed methods.

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Zusammenfassung Durch Simulierung temperaturprogrammierter Desqrption, Reaktion und Reduzierung in einem System von Parallelreaktionen konnte gezeigt werden, daß die experimentellen Bedingungen die Simultanität bzw. Konsekutivität der Einzelreaktionen des Systems beeinflussen. Durch eine Einstellung der Konzentration der gasförmigen Reaktionsprodukte oder durch Optimalisierung des Temperaturprogrammes kann eine gewünschte Folge der Einzelreaktionen erreicht werden. Somit kann durch eine geschickte Wahl der experimentellen Bedingungen bei temperaturprogrammierten Verfahren eine bessere Separierung der Einzelreaktionen erreicht werden.

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- , , , . . , - .

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A differential scanning calorimetric study on phase transformations of HgI2

A quantitative study of the different factors that influence the- transformation of mercuric iodide was carried out with differential scanning calorimetry. The transformation temperature and the peak width during the heating of the material were followed. An attempt was made to explain the experimental results.

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Zusammenfassung Mittels Differential-Scanning-Kalorimetrie wurde der Einfluss verschiedener Faktoren auf die- Umwandlung von Quecksilberjodid quantitativ untersucht. Dabei wurde die Umwandlungstemperatur und die Signalbreite beim Erhitzen der Substanz beobachtet. Es wurde ein Versuch unternommen, die experimentellen Ergebnisse zu erklären.

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, - . . .

     

Testing thermal stabilities of base oils and their additives via high-temperature infrared spectroscopy

The thermal stabilities of base oils and their additives could be examined by employing an infrared spectroscopic technique. As the heat temperature was increased, changes in absorption were recorded at different wavelengths characteristic of the chemical groups. These changes were observed to occur slowly at first, but then turn to become more marked at specific temperatures. The magnitudes of these changes and temperatures were taken as indications of the thermal stabilities of the samples. The thermal stability was found to decrease in the following sequence: aromatics > naphthenes > hetero compounds > substituted aromatic rings > paraffins.

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Zusammenfassung Ziel der Arbeit ist die Untersuchung der thermischen Stabilität von Ölen und deren Additiven bei Temperaturen bis zu 250 °C. Die angewandte Technik beruht auf der Verfolgung der bei verschiedenen Temperaturen eintretenden Veränderungen der Infrarotspektren der getesteten Proben. Die Probe wird in eine spezielle, auf unterschiedliche Temperaturen aufheizbare IR-Zelle eingefüllt. Die Zelle wird zunächst direkt auf 80 °C aufgeheizt, danach wird in Abständen von 10 °C je ein Spektrum aufgenommen, bis eine Temperatur von 250 °C erreicht ist. Die Referenzzelle wird ebenfalls mit der zu untersuchenden Probe gefüllt, jedoch nicht aufgeheizt. Bemerkenswerte und sich klar unterscheidende Veränderungen in der Intensität von einigen, charakteristischen Gruppen chemischer Verbindungen zuzuordnenden Banden wurden beobachtet. Diese Veränderungen gehen zunächst langsam vor sich, werden dann aber bei spezifischen Temperaturen sehr schnell. Das Ausmaß dieser Veränderungen und die spezifischen Temperaturen unterscheiden sich für die verschiedenen Gruppen chemischer Verbindungen. Die thermische Stabilität nimmt in der Reihenfolge Aromaten >Naphthene> Heteroverbindungen > substituierte Aromaten > Paraffine ab. Ein Antioxidant-Additiv des Zinkdialkyldithiophosphat-Typs wurde ebenfalls getestet und bewertet.

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250°. , . . 80°, 10° 250°. , . , , . , . , , . > > > > . , .

     

Calculation of the rate of SO2 oxidation to SO3

Approximate equation to calculate the effectiveness factor of catalyst for SO₂ oxidation to SO₃ has been derived. Calculated data agree well with those predicted by a quasi-homogeneous model.

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. .

     

Acetylacetonate of indium: Structure and reactivity with 1,3-dienes

The reaction of isoprene and 2,3-dimethyl-1,3-butadiene with indium tris-acetylacetonate, afforded C- and O-al-kylation products together with an oligomeric mass. A mechanism of diene transformation is proposed in which -diene-metal species could be involved.

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2,3--1,3- – - . , --.

     

Study of the adsorption properties of a natural Hungarian mordenite and its ion-exchanged derivatives

The texture and adsorption properties of a natural, Hungarian mordenite were investigated by electron microscopy and BET adsorption measurements. The properties of the ion-exchanged adsorbents were characterized by CO₂ and SO₂ isotherms. The measurements were evaluated on the basis of the pore-filling theory of Dubinin. We have found that at 20°C the H⁺-form of mordenite interacts preferably with CO₂, while on the Na⁺- and Ca²⁺-derivatives stronger adsorption of SO₂ takes place. This fact accounts for their applicability as selective adsorbents.

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, . CO₂ SO₂. . , 20°C H⁺- CO₂, Na⁺- Ca²⁺- SO₂ . .

     

Depolymerization kinetics of the polymer formed in the reaction of 1-bromobutane on unmodified alumina

The slow processes accompanying the reaction of 1-bromobutane on unmodified alumina have been studied. Butenes and octane are formed via depolymerization of a low polymeric complex formed from the reaction product. The activation energy for the formation of products from the polymer has been determined.

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, 1- . , , , , . .

     

Coke deposition on naphtha reforming catalysts: II. Influence of the addition of a second metal to platinum

The nature and rate of coke deposited on mono-and bimetallic reforming catalysts have been studied for normal heptane reforming. For bimetallic catalysts it has been shown that coke deposition is less extensive than on monometallic catalyst, depending on the degree of polymerization and the type of bimetallic catalyst.

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-. , , , .

     

Study of thermal stabilities of some heat transfer oils

This paper discusses the thermal behaviour and stabilities of some heat transfer fluids. These included four solvent-refined mineral oils, two aromatic extracts and two synthetic oils. Results of this thermoanalytical investigation, which simulated different atmospheric conditions, showed the synthetic oils to have higher thermal stabilities than those of the other oils.The refined mineral oils exhibited higher thermal stabilities than those of the aromatic extracts when studied under a static air atmosphere. This behaviour was reversed when the experiment was performed under a confined atmosphere of air.These observations are attributed mainly to the environmental changes and also to the compositions of these products.

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Zusammenfassung Das thermische Verhalten und die Stabilität einiger Wärmeübertragungsflüssigkeiten werden diskutiert. Die Untersuchung erstreckt sich auf vier mit Lösungsmittel raffinierte Mineralöle, zwei Aromatenextrakte und zwei synthetische Öle. Aus den Ergebnissen thermoanalytischer Untersuchungen, bei denen verschiedene atmosphärische Bedingungen simuliert wurden, folgt, daß die synthetischen Öle ein höhere thermische Stabilität als die anderen Öle aufweisen. In statischer Luftatmosphäre ist die thermische Stabilität der raffinierten Mineralöle höher als die der Aromatenextrakte. In einer limitierten Luftatmosphäre kehrt sich dagegen dieses Verhalten um. Diese Beobachtungen werden hauptsächlich Veränderungen in der Umgebung und der Zusammensetzung dieser Produkte zugeschrieben.

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: - , . , , . , , . , , . , , .

     

The thermal decomposition of cerium(III) nitrate

The thermal decomposition of anhydrous Ce(NO₃)₃ has been studied. The thermal decomposition reaction is described by the second order kinetic equation, [1/(1–)]–1=kt. The apparent activation energy was determined asE _a=104 kJ mol^–1 while the enthalpy of the reaction was estimated asH _r=111.1 kJ mol^–1. The decomposition reaction differs from that observed for Nd(NO₃)₃.

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Zusammenfassung Die thermische Zersetzung von wasserfreiem Ce(NO₃)₃ wurde untersucht. Die thermische Zersetzung wird durch die Geschwindigkeitsgleichung zweiter Ordnung[1/(1–)]–1=kt, beschrieben. Für die scheinbare Aktivierungsenergie wurde ein Wert von 104 kJ mol^–1 und für die Enthalpie der Reaktion ein Wert von 111,1 kJ mol^–1 ermittelt. Die Zersetzungsreaktion unterscheidet sich von der für Nd(NO₃)₃.

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. : [1/(1–)]– 1=kt. a, 104 · ^–1, H _r, 111.1 · ^–1. .

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The authors wish to thank the Council for Scientific and Industrial Research and the University of Pretoria for financial assistance.     

Thermal analysis of magnesium hydroxide

Natural brucite and two precipitated Mg(OH)₂ samples were analysed in a simultaneous TG-DTG-DSC analyser. The initial dehydroxylation temperature of natural brucite is lower than those of the precipitated samples, but the maximum and final temperatures of the former are higher than those of the latter. The maximum temperatures of individual samples obtained from DTG and DSC curves are almost the same. Heats of reaction derived from peak areas for the three samples are not exactly the same, as they are influenced by the specific surface area of the individual sample. Activation energies deduced by Freeman and Carroll's method are very different from one another. This is attributed to the difference in pressure when the sample is crimped. A linear relationship is observed between the deduced activation energy and the specific height of the DSC peak.

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Zusammenfassung Natürlicher Brucit und zwei gefällte Mg(OH)₂-Proben wurden in einem simultanen TG-DTG-DSC-Analysator geprüft. Die Anfangstemperatur der Dehydroxylierung des natürlichen Brucits ist niedriger als die der gefällten Proben, doch sind Maximal- und Endtemperaturen des ersteren höher als jene der letzteren. Die an Hand von DTG und DSC-Kurven erhaltenen Maximaltemperaturen der einzelnen Proben sind fast identisch. Die aus den Peakflächen der drei Proben errechneten Reaktionswärmen sind nicht genau dieselben, da sie von der spezifischen Peakfläche der einzelnen Proben beeinflußt werden. Die mittels der Methode von Freeman und Carroll abgeleiteten Aktivierungsenergien sind von einander sehr verschieden. Sie werden den Unterschieden im Druck bei dem Schrumpfen der Probe zugeschrieben. Ein linearer Zusammenhang zwischen der abgeleiteten Aktivierungsenergie und der spezifischen Höhe der DSC-Peaks wurde beobachtet.

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Résumé La brucite naturelle et deux échantillons de Mg(OH)₂ précipités ont été étudiés par TG-TGD et DSC simultanées. La température initiale de la déshydroxylation de la brucite naturelle est plus faible que celle des deux échantillons précipités, mais les températures maximale et finale de déshydroxylation de la brucite sont plus élevées que celles des échantillons précipités. Les chaleurs de réaction déduites de l'aire des pics DSC des trois échantillons ne sont pas exactement les mêmes, puisqu'elles sont influencées par l'état de surface des échantillons individuels. Les énergies d'activation trouvées en appliquant la méthode de Freeman et Carroll sont très différentes les unes des autres. Elles sont attribuées à la différence de pression au niveau de l'échantillon. On a observé une relation linéaire entre l'énergie d'activation déduite et la hauteur spécifique du pic DSC.

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Mg(OH)₂ -- . , , - , . - , , . , , , , . , —, , . - .

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The authors wish to thank Dr. T. C. W. Mak, Department of Chemistry, The Chinese University of Hong Kong, for taking the X-ray diffraction data.     

Catalytic activity of tantalum hydride in parahydrogen conversion

The kinetics of parahydrogen conversion were studied on tantalum hydride at a hydrogen pressure of 2 Torr, in the temperature range 20–100 °C. For samples with high hydrogen content (H/Ta>0.7) the Arrhenius plot shows a distinct break at 52 °C near to the order-disorder transition temperature. For the ordered -Ta hydride phase the activation energy and preexponential factor are lower than those for the disordered phase of the Ta-H system.

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- 2 20–100°C. (H/Ta>0,7) 52°C -. - Ta- - Ta-H.