Relationships between glass transition and melting temperatures and chemical structures of polypyromellitimides

At temperatures above 350° polypyromellitimides exhibit continuously increasing deformations. The temperatures of glass transition and melting were determined in their homologous series.For the determinations, thermomechanical and combined thermogravimetric massspectrometric measurements were performed. Glass transition temperatures were also calculated on the basis of the structure of the repeating unit. Conclusions could be drawn on the structures and rigidities of the molecules. The roles of groups introduced into the diamine fragment could be determined.

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Zusammenfassung Polypyromellitimide weisen bei Temperaturen oberhalb von 350 °C ständig zunehmende Deformationen auf. Die Temperaturen des Glas-Überganges und des Schmelzens wurden in ihren homologen Reihen bestimmt.Zur Bestimmung wurden thermomechanische und kombinierte thermogravimetrischmassenspektrometrische Messungen durchgeführt. Die Glas-Übergangstemperaturen wurden auch auf Grund der Struktur der sich wiederholenden Einheit errechnet. Schlüsse über die Struktur und Rigidität der Moleküle konnten gezogen werden. Die Rolle der in das Diamin-Fragment eingeführten Gruppen konnte bestimmt werden.

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Résumé Les polypyromellitimides montrent des déformations qui augmentent de manière continue aux températures supérieures à 350°. On a déterminé dans leurs séries homologues les températures de transition vitreuse et de fusion.Ces déterminations ont été complétées par des essais thermomécaniques ainsi que par des mesures combinées en thermogravimétrie et en spectrométrie de masse. Les températures de transition vitreuse ont également été calculées sur la base de la structure unitaire. On en déduit des conclusions sur la structure et la rigidité des molécules. Le rôle des groupes introduits dans le fragment diamine a pu être déterminé.

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350° . . -- . . . . , .

     

Nonisothermal kinetics of zinc oxide nonstoichiometrization

The results obtained by studying zinc oxide non-stoichiometrization are presented. The kinetic parameters values under nonisothermal conditions were calculated too. Both the nonstoichiometric zinc oxide composition and the kinetic parameter values are depending on the generating substances.

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Zusammenfassung Die Ergebnisse der Untersuchungen der Nichtstöchiometrisierung von Zinkoxid werden vorgeführt.Die Werte der kinetischen Parameter unter nicht-isothermen Bedingungen wurden eben falls berechnet.Sowohl die nichtstöchiometrische Zusammensetzung des Zinkoxids als auch die Werte der kinetischen Parameter hängen von der das Phänomen auslösenden Substanz ab.

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Résumé On présente les résultats d'une étude sur la formation d'oxyde de zinc non-stchiométrique. Les valeurs des paramètres cinétiques en conditions non-isothermes sont égale ment calculées. La composition de l'oxyde de zinc non-stchiométrique ainsi que les valeurs des paramètres cinétiques dépendent du composé de départ.

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, , . .

     

A variational formulation of the rate equations for closed chemical systems

This paper presents a variational formulation of the kinetic equations corresponding to a closed chemical system.

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, .

     

Glass transition and crystallization effects demonstrated by thermal analysis of liquid-quenched ternary glasses Te80Ge20−xA x V (AV=Sb,Bi)

In DSC studies of liquid-quenched ternary chalcogenide glasses Te₈₀Ge_20–xA _x ^V (A^V=Sb, Bi), the characteristic temperatures (glass transition and crystallization temperatures) were determined. Changes in the thermal stabilities of these glasses, depending on the element A (Sb, Bi) from group V of the periodic table and on its content in the alloy were evaluated. Moreover, the effect of changes in the glass composition on the glass formation ability expressed by the parameter K_g1 was determined.

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Zusammenfassung In DSC-Untersuchungen abgeschreckter ternärer Chalkogenidgläser des Typs Te₈₀Ge_20–xA _x ^v (A^x=Sb, Bi) wurden die charakteristischen Temperaturen (die GlasÜbergangs- und Kristallisationstemperaturen) bestimmt. Die Änderungen der Thermostabilität dieser Gläser wurden in Abhängigkeit von dem Element A (=Sb, Bi) aus der V Gruppe der Periodensystems und von seinem Gehalt in der Legierung ausgewertet. Ausserdem wurde der Einfluß der Änderungen in der Glaszusammensetzung auf die Glasbildungsfähigkeit, ausgedrückt durch den Parameter K_g1, bestimmt.

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Résumé On a déterminé par analyse calorimétrique différentielle (DSC) les températures caractéristiques (températures de transition vitreuse et de cristallisation), des verres ternaires à chalcogénures formés par trempe à partir du liquide, du type Te₈₀Ge_20–xA _x ^v (A^v=Sb, Bi). On a évalué la variation de la stabilité thermique de ces verres en fonction de l'élément A (=Sb, Bi) du Vème groupe du tableau périodique et de sa teneur dans l'alliage. De plus, on a déterminé l'effet des variations de la composition du verre sur la capacité de formation du verre qui s'exprime par le paramètreK _g1.

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Te₈₀Ge_20–xA _x ^v (A^v=Sb, Bi), , . A(=Sb,Bi) . , K _gl, .

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Research supported by the U. S. National Science Foundation under Grant No. GF 421 76     

On the dissociation mechanism of carbonates and their isomorphous mixture

The thermal decomposition processes of carbonate minerals are analyzed by comparison of the notions on chemical bonds in crystals and modern concepts on solid-phase reactions. It is shown that depending on the mechanism of thermal dissociation, the carbonate minerals most widespread in nature may be divided into two groups: first, CaCO₃, SrCO₃ and BaCO₃, characterized by decomposition temperatures close to the equilibrium values and undergoing recombination on cooling; and second, MgCO₃, MnCO₃, FeCO₃ and ZnCO₃, with dissociation temperatures exceeding the equilibrium values by 250° and recombining only at high partial pressures of CO₂ (above 1000 bar).

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Zusammenfassung Die thermischen Zersetzungsprozesse von Carbonatmineralien wurden auf der Basis der Vorstellungen über die chemischen Bindungen in Kristallen und moderner Konzeptionen über Festphasenreaktionen analysiert. Es wird gezeigt, dass die in der Natur weitverbreitetsten Carbonatmineralien, abhängig vom Mechanismus der thermischen Zersetzung, in zwei Gruppen unterteilt werden können: die erste umfasst CaCO₃, SrCO₃ und BaCO₃ und ist durch Zersetzungstemperaturen nahe den Gleichgewichtswerten und durch Rekombination beim Abkühlen charakterisiert, zur zweiten gehören MgCO₃, MnCO₃, FeCO₃ und ZnCO₃ mit Dissoziationstemperaturen, die die Gleichgewichtswerte um etwa 250° überschreiten, und die nur bei hohen CO₂-Partialdrücken (über 1000 bar) rekombinieren.

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, . , , . CaCO₃, SrCO₃, BaCO₃ , . MgCO₃, MnCO₃, FeCO₃, ZnCO₃ , 250°, ( 1000 .).

     

A thermal study on moisture absorption by epoxy composites

The water sorption kinetics of an epoxy matrix-carbon fiber composite with different degrees of polymerization was studied. It was observed that the diffusion coefficients, determined perpendicularly to the fiber direction, are increased by increasing the cure degree. Only a small portion of the bonded water is released when the specimen are heated to 200 °C.The effects of moisture on some properties of the composite were also investigated. TheT _g values determined on fully polymerized samples, show lowerings of 70 degrees; moreover, the plasticization power of the bonded water increases on decrease of the temperature of conditioning of the specimens.Finally, the water present in the matrix considerably reduces the thermal stability of the composite.

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Zusammenfassung Es wurde die Wassersorptionskinetik eines Graphitfaserverbundstoffes auf Epoxymatrixbasis mit verschiedenen Polymerisationsgraden untersucht. Es zeigte sich, daß die senkrecht zur Faserrichtung bestimmten Diffusionskonstanten mit anwachsendem Vernetzungsgrad zunehmen. Beim Erhitzen des Materials auf 200 °C wird nur ein geringer Teil des gebundenen Wassers abgegeben. Der Einfluß des Feuchtgehaltes auf einige Eigenschaften des Verbundstoffes wurde ebenfalls untersucht. Die an vollkommen polymerisierten Proben bestimmtenT _g Werte zeigen eine Abnahme von 70 Grad; die Plastifizierungswirkung des gebundenen Wassers ist um so höher, je niedriger die Konditionierungstemperatur der Probe war. Das in der Matrix gegenwärtige Wasser senkt beträchtlich die Wärmebeständigkeit des Verbundstoffes.

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- . , , , . 200 °. . Tg, , 70 °. . , , .

     

Relative enthalpies and related thermodynamic functions of some organic compounds by drop calorimetry

The values of thermodynamic functions of the following eight organic compounds under non-reacting conditions within the temperature range 298.15 – 550 K are given: N,N dimethylformamide, CHO · N(CH₃)₂; 4-nitro-1-chlorobenzene, Cl · C₆H₄ · NO₂; sodiump-nitrophenoxide, NO₂ · C₆H₄ · ONa; 1-methyl-2-pyrrolidone, 4,4-dinitrodiphenyl ether, (NO₂ · C₆H₄)₂O; 4,4-diaminodiphenyl ether, (NH₂ · C₆H₄)₂O; bis-(4-aminophenyl)methane, (NH₂ · C₆H₄)₂CH₂; bis(4-maleic acidimidphenyl)methane, The relative enthalpy was obtained from calorimetric data by drop calorimetry. The heat capacity and relative entropy are functions derived from the foregoing. The equations of the temperature variation of the relative enthalphy were obtained by computer processing of the calorimetric data by the least squares method. The parameters of solid-liquid transitions were determined from the discontinuity of the temperature variation of the relative enthalpy.

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Zusamenfassung Die Werte der thermodynamischen Funktionen folgender 8 organischer Verbindungen werden unter nicht-reagierenden Bedingungen im Temperaturbereich von 298.15 bis 550 K angegeben: Dimethylformamid, CHO · N(CH₃)₂;p-Nitrochlorbenzol, Cl · C₆H₄NO₂; Natrium-p-Nitrophenoxid, NO₂ · C₆H₄ONa; N-Methylpyrrolidon, 4-4-Dinitrodiphenyläther, (NO₂ · C₆H₄)₂O; 4-4-Diaminodiphenyläther, (NH₂C₆H₄)₂O; 4-- 4-Diaminodiphenylmethan, (NH₂ · C₆H₄)₂CH₂; 4-4-bis-Maleinimid-Diphenylmethan, Die relative Enthalpie wird aus kalorimetrischen Daten der Temperaturgefällekalorimetrie erhalten. Die Wärmekapazität und die relative Entropie sind Funktionen der erwähnten Werte. Die Gleichungen der Temperaturänderung der relativen Enthalpie wurden mittels Computerverarbeitung der kalorimetrischen Daten, mit der Methode der kleinsten Quadrate erhalten. Die Parameter der fest-flüssig Übergänge wurden an Hand der Diskontinuität der Temperaturänderung der relativen Enthalpie bestimmt.

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Résumé On donne les valeurs des fonctions thermodynamiques des 8 composés organiques suivants, en conditions non réactionnelles, dans l'intervalle de températures 298.15–550 K: diméthylformamide CHO · N(CH₃)₂,p-nitrochlorobenzène Cl · C₆H₄ · NO₂,p-nitrophé noxysodium NO₂ · C₆H₄ · ONa, N-méthylpyrrolidone dinitrodiphényl-4,4 éther (NO₂ · C₆H₄)₂O, diaminodiphényl-4,4 méthane (NH₂ ·H ₄CH₂, 4-4 bis maléinimide diphénylméthane L'enthalpie relative a été obtenue à partir de données calorimétriques fournies par un calorimètre à chute. La chaleur spécifique et l'entropie relative sont des fonction dérivées de la précédente. Les équations donnant la variation de l'enthalpie relative en fonction de la température sont obtenues par traitement des données calorimétriques sur ordinateur par la méthode des moindres carrés. Les paramètres des transitions solide-liquide ont été déterminés à partir de la discontinuité de la variation de l'enthalpie relative avec la température.

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, 298,15–550 , : — · N(CH₃)₂;- — l · ₆₄ · NO₂.- -NO₂·₆₄·ONa; N-—₃·N··₂·₂₂; 4,4- — (NO₂·₆₄)₂; 4,4- — (NH₂·₆₄)₂; 4,4- — (NH₂·₆₄)₂₂; 4,4-- —(₆₄.N. . :. )₂₂. . , . . - .

     

Effect of vanadium content on the character of acidic sites on V2O5/Al2O3 catalysts

By IR spectroscopy and TPD the effect of vanadium content on the relative proportion of strongly acidic sites of V₂O₅/Al₂O₃ catalyst was studied.

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- - V₂O₅/Al₂O₃.

     

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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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°. , . , , . , . , , . > > > > . , .

     

Neighboring general acid participation in thiolester aminolysis in an aprotic solvent

The kinetics of n-butylaminolysis of acyl-substituted phenyl tiolbenzoates in acetonitrile at 25°C was studied. From the second order rate constants a Hammett rho value of 1.45 was obtained. The results indicate a proinounced neighboring group effect in the reaction of phenyl thiolsalicylate, providing the first kinetic evidence for intramolecular general acid participation by a hydroxy function in an aprotic solvent.

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- - 25 °C. , 1,45. -, .

     

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, . . .

     

Interaction between peroxyl radicals of polyatomic esters and aromatic nitrons

Reactivity and rate constants in reactions between peroxyl radicals of ethylene glycol diacetate and aromatic nitrons have been investigated.

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.

     

The kinetic energy components of LCAO-molecular orbitals: A comment on the “Electron-in-a-Box”-“LCAO-MO-Model” analogy

In many textbooks attention is drawn to the close analogy that seems to exist between the Electron-in-a-Box-wave functions _n and their LCAO-MO counterparts _J (J = n) for the movement of an electron in a -system. It is often implied that the wave lengths of _n and of _J (J = n) which satisfy to a high degree the relation =, have the same physical meaning. It is shown that this is not the case. for a linear system (e.g. a one-dimensional Electron-in-a-Box-model) is directly connected with the momentum of the electron and therefore with its kinetic energy according to the deBroglie relation. However, there is no such simple relationship between A and the corresponding kinetic energy component in LCAO-MO's _J . (The necessary two-center kinetic energy integrals have been computed for 1s-type atomic orbitals.)

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Zusammenfassung In vielen elementaren Textbüchern wird die Aufmerksamkeit auf die scheinbar enge Verwandtschaft hingelenkt, die zwischen den Wellenfunktionen _n für ein Electron-in-a-Box-Modell und den entsprechenden LCAO-MOs _J (J=n) für die Bewegung eines Elektrons in einem -System besteht. Unter anderem wird oft implizit angenommen, daß die Wellenlängen der Funktion _n und von _J (J=n), die weitgehend der Bedingung = genügen, die gleiche physikalische Bedeutung haben. In dieser Arbeit wird gezeigt, daß dies nicht der Fall ist. Für ein lineares System (z. B. ein eindimensionales Electron-in-a-Box-Modell) ist über die deBroglie'sche Beziehung direkt mit dem Impuls und damit mit der kinetischen Energie des Elektrons verknüpft. Im Gegensatz dazu existiert keine einfache Beziehung zwischen und der entsprechenden Komponenten der kinetischen Energie in einem LCAO-MO _J . (Die notwendigen Zweizentrenintegrale der kinetischen Energie wurden für Atomorbitale vom 1s-Typus berechnet.)

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Résumé Dans les textes élémentaires de chimie théorique on attire souvent l'attention sur l'analogie qui semble exister entre les fonctions d'onde _n pour un modèle «Electron-in-a-Box» et les fonctions correspondantes LCAO-MO _J (J=n) décrivant le mouvement d'un électron dans un système . En particulier cette comparaison implique que les «longueurs d'onde» de _n et de _J (J=n), qui satisfont pratiquement la relation =, ont la même signification physique. Dans ce travail on montre, que ceci n'est pas le cas. Pour un système linéaire (c.à.d. un modèle linéaire du type «Electron-in-a-Box») est reliée directement à la quantité de mouvement et par là à l'énergie cinétique, par la relation de deBroglie. Par contre on ne trouve pas une dépendance analogue entre et la composante correspondante de l'énergie cinétique dans une orbitale moléculaire LCAO _J. (Les intégrales bicentriques pour les composantes d'énergie cinétique nécessaires à ce calcul ont été déterminées pour des orbitales atomiques du type 1s.)

     

The kinetics of Ln2O3 Hydration under mild conditions

The kinetics of Ln₂O₃ hydration (Ln=Sm, Ho, Yb, Lu) have been studied at room temperature and atmospheric pressure, as have the influence of the activation temperature and the method of preparation of the oxides.The best correlation coefficients are obtained for a diffusion mechanism. If a structural relationship between the C-Ln₂O₃ and their precursors is considered, the possibility arises of the existence of defect planes in the oxides prepared from the hydroxide and carbonate. This facilitates the hydration process through a diffusion mechanism in the case of the rare earth sesquioxides prepared from the above precursors.

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Zusammenfassung Die Kinetik der Hydratisierung von Ln₂O₃ (Ln=Sm, Ho, Yb, Lu) wurde bei Raumtemperatur und atmosphärischem Druck bezüglich des Einflusses der Aktivierungstemperatur und der Art der Darstellung der Oxide untersucht. Die besten Korrelationskoeffizienten werden für einen Diffusionsmechanismus erhalten. Wenn die strukturelle Beziehung zwischen den C-Ln₂O₃ in Betracht gezogen wird, so ergibt sich die Möglichkeit der Existenz von defekten Gitterebenen in den aus Hydroxiden und Carbonaten hergestellten Oxiden. Dies erleichtert den Hydratisierungsprozeß durch einen Diffusionsmechanismus im Falle von aus den oben genannten Vorstufen hergestellten Sesquioxiden der Seltenen Erdmetalle.

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Ln₂O₃, Ln=Sm, Ho, Yb, Lu, . . , , . .

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We thank the CAICYT (Project No. 1377/82) for financial support.     

Influence of the sample mass and the presence of the reaction products on the thermoanalytical results

It has been known from the very beginning of the thermal analysis that the transport processes can significantly influence the thermoanalytical results. In this paper, three characteristic examples are given to show that this problem is more complex and arises more frequently than it is generally believed. The studied reactions are the carbon monoxide evolution from calcium oxalate, the thermal degradation of polytetrafluoroethylene, and the thermal decomposition of azodicarbonamide. TG and DSC experiments were carried out with sample masses varying between 0.05 and 8 mg. The necessity of the development of new kinetic models is concluded.

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Zusammenfassung Seit den Anfängen der Thermoanalyse ist bekannt, dass Transportprozesse die thermoanalytischen Ergebnisse weitgehend beeinflussen können. Es werden hier drei Beispiele beschrieben, die zeigen, dass dieses Problem weitauf komplizierter ist und häufiger auftritt als allgemein angenommen wird. Die untersuchten Reaktionen sind die Kohlenmonoxidabspaltung aus Calziumoxalat, die thermische Zersetzung von Polytetrafluoräthylen und der thermische Zerfall von Azodicarbonamid. Die TG- und DSC- Untersuchungen wurden mit Probenmassen zwischen 0.05 und 8 mg durchgeführt. Es wird auf die Notwendigkeit der Entwicklung neuer kinetischer Modelle geschlossen.

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, . , , . , . , 0,05 8 . .

     

Thermodynamics and thermochemistry of kinetic (real) phase diagrams involving solids

A theoretical analysis of the formation of materials with metastable microstructures under non-ideal and highly non-equilibrium conditions is presented.

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Zusammenfassung Es wird eine theoretische Untersuchung der Bildung von Stoffen mit metastabilen MikroStrukturen unter nichtidealen Bedingungen weitab vom Gleichgewicht dargelegt.

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Analysis of thermal desorption spectra of oxygen desorbed from rhodium

Thermal desorption spectra of oxygen desorbed from rhodium have been analyzed in terms of models accounting for the effect of lateral interactions between adsorbed particles and of their diffusion into the bulk of metal on the desorption kinetics of O₂. Complex configuration of these spectra is ascribed to the processes of formation/decomposition of surface Rh oxides and the diffusion of particles into the near-surface layers of metal and back to the surface.

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- , O₂ . - O₂ Rh - .