Molecular association has been investigated as a function of solution composition for sodium chloride (NaCl), guanidinium chloride (GdmCl), ammonium sulfate ((NH4)2SO4), urea, and 2,2,2-trifluoroethanol (TFE) mixtures with water. A Kirkwood−Buff analysis of the available experimental data provided information concerning the degree of excess association of the various species in solution. The results indicate that increasing concentrations of NaCl have no effect on the excess self-association of water, while GdmCl, (NH4)2SO4, and urea slightly increase the excess self-association of water. The presence of TFE results in composition dependent effects with a strong increase in the self-association of water at low TFE concentrations. The consequences of these observations in the context of water structure making properties are discussed. The excess self-association of cosolvents (except urea) displayed an initial increase which proceeded through a maximum at low cosolvent concentration and then decreased stea...

Molecular Association in Solution: A Kirkwood−Buff Analysis of Sodium Chloride, Ammonium Sulfate, Guanidinium Chloride, Urea, and 2,2,2-Trifluoroethanol in Water

A series of novel photoactive lanthanide (europium, terbium, dysprosium, samarium) hybrid materials with organic parts covalently bonded to inorganic parts via sulfide linkage have been assembled by the sol-gel process. The organic parts as molecular bridge are obtained from the functionalized thiosalicylic acids by five silane crosslinking reagents, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and 3-(triethoxysilyl)propylisocyanate. The intramolecular energy transfer process between lanthanide ions and the molecular bridges took place within these molecular-based hybrids and especially the quantum efficiency of europium hybrids were determined, suggesting that the hybrid material systems derived from different molecular bridges present different luminescence efficiencies.

Lanthanide-centered covalently bonded hybrids through sulfide linkage: molecular assembly, physical characterization, and photoluminescence.

The development of microstructures in AlLi alloys

Indentation fracture toughness of high purity submicron alumina

Femtosecond X-ray diffraction allows for real-time mapping of structural changes in condensed matter on atomic length and timescales. Sequences of diffraction patterns provide both transient geometries and charge-density maps of crystalline materials. This article reviews recent progress in this field, the main emphasis being on experimental work done with laser-driven hard X-ray sources. Both Bragg diffraction techniques for bulk and nanostructured single crystals as well as the recently implemented powder diffraction from polycrystalline samples are discussed. In ferroelectric superlattice structures, coherent phonon motions and the driving stress mechanisms are observed in real time. In molecular crystals charge-transfer processes and the concomitant changes of the lattice geometry are analyzed.

Photoinduced structural dynamics of polar solids studied by femtosecond X-ray diffraction

Comparitive study of structure changes with temperature in univalent and divalent ionic nitrate crystals

X-ray, DTA, and TMA are used to study the temperature dependence of structural channges of (NH4)2SO4. The measurements are made from room temperature down to 5 K. The lattice parameters and unit cell volume as a function of temperature, the DTA and MTA show a first order transition from the paraelectric phase to the ferroelectric phase at 233 K. The phase transformation is neither of order-disorder type nor ferrielectric type, and involves a symmetry change from the orthorhombic space group Pnam-D in the paraelectric phase to the orthorhombic space group Pna21-C in the ferroelectric phase where all atoms are in general positions. The unit cell contains four formula units consisting of two nonequivalent kinds of ammonium ions, namely, NH(I) and NH(II), and one kind of sulphate ion in both the phases. The tetrahedral molecules of NH and SO are distorted from regular tetrahedra, being accompanied with permanent dipoles.



Rontgenbeugung, DTA und TMA werden benutzt, um die Temperaturabhangigkeit von Strukturanderungen in (NH4)2SO4 zu untersuchen. Die Messungen werden zwischen Zimmertemperatur und 5 K durchgefuhrt. Die Gitterparameter und das Volumen der Einheitszelle in Abhangigkeit von der Temperatur, DTA und MTA zeigen einen Ubergang erster Ordnung von der paraelektrischen Phase zur ferroelektrischen Phase bei 223 K. Der Phasenubergang ist weder vom Typ Ordnung-Fehlordnung noch vom ferrielektrischen Typ und schliest eine Symmetrieanderung von der rhombischen Raumgruppe Pnam-D in der paraelektrischen Phase zur rhombischen Raumgruppe Pna21-C in der ferroelektrischen Phase, in der alle Atome sich in allgemeinen Positionen befinden. Die Einheitszelle enthalt vier Formeleinheiten und besteht aus zwei nichtaquivalenten Arten von Ammoniumionen, NH(I) und NH(II) und einer Art von Sulfation in beiden Phasen. Die Tetraedermolekule von NH und sind gegenuber regularen Tetraedern verzerrt und von permannenten Dipolen begleitet.

Structural changes of (NH4)2SO4 crystals

The amorphous-crystalline phase change of the metallic glass Fe40Ni40B20 is studied using isochronal and isothermal heating. The crystallization kinetics is examined by electrical resistivity measurements. The isochronal measurements indicate that the crystallization occurs in two stages. One stage appears as a change with pre-annealing in the height of the resistivity-temperature curve at 680 K. This stage characterizes an induction period for the recrystallization activated by (0.92 ± ± 0.03) eV. The other stage occurring at temperatures above 680 K and manifesting itself as a remarkable drop in resistivity indicates the onset of crystallization. From the isothermal studies on this stage, the energy activating the recrystallization is found to be (3.46 ± 0.03) eV.



Der Phasenubergang amorph-kristallin des Metallglases Fe40Ni40B20 wird mittels isochroner und isothermer Temperung untersucht. Die Kristallisationskinetik wird mittels Messung des elektrischen Widerstands untersucht. Die isochronen Messungen zeigen, das die Kristallisation in zwei Stufen ablauft. Eine Stufe tritt als Aderung bei Vortemperung in der Hohe der Widerstands–Temperaturkurve bei 680 K auf. Diese Stufe charakterisiert eine induzierende Periode fur die Rekristallisation, die durch (0,92 ± 0,03) eV aktiviert wird. Die andere Stufe, die bei Temperaturen oberhalb 680 K als merklicher Abfall des Widerstands auftritt, zeigt das Einsetzen der Kristallisation an. Aus den isothermen Untersuchungen dieses Zustands wird die die Rekristallisation aktivierende Energie zu (3.46 ± 0.03) eV bestimmt.

Kinetics of the amorphous-crystalline transition in the metallic glass Fe40Ni40B20

The role of alloying and the associated mutual interaction of solute atoms with dislocations on the stress and temperature dependences of the steady-state creep rate is investigated for Al−2 wt% Mg. The high temperature steady state creep rate is measured for the annealed and pre-coldworked alloy under stresses up to 17 kg mm−2. The stress sensitivity paremeter, m′, is calculated and amounted to about three for both cold-worked and annealed samples. It is found, for temperatures less than 300 °C, that m′ is independent of the applied stress. The dependence of the apparent activation energy on stress shows that at relatively low stresses creep is controlled by selfdiffusion of Mg and at applied stresses higher than 15 kg mm2 most probably by cross slipping. Pre-cold-working the sample seemed to be ineffective on the mechanism controlling creep rate.



Fur Al−2Gew% Mg wird der Einflus der Legierung und der damit verknupften gegenseitigen Wechselwirkung der gelosten Atome mit Versetzungen auf die Spannungs- und Temperaturabhangigkeiten der stationaren Kriechrate untersucht. Die stationare Hochtemperaturkriechrate wird fur getemperte und kalt vorbehandelte Legierungen unter Spannungen bis zu 17 kg mm−2 gemessen. Der Spannungsempfindlichkeitsparameter m′ wird berechnet und betragt etwa drei sowohl fur kaltbehandelte als auch fur getemperte Proben. Es wird fur Temperaturen unterhalb 300 °C gefunden, das m′ unabhangig von der angelegten Spannung ist. Die Abhangigkeit der auftretenden Aktivierungsenergie von der Spannung zeigt, das bei relativ niedriger Spannung das Kriechen durch Selbstdiffusion von Mg und bei hoheren Spannungen als 15 kg mm2, hochstwahrscheinlich durch Kreuzgleitung gesteuert wird. Eine Kaltvorbehandlung der Proben scheint nicht auf den Steuerungsmechanismus der Kriechrate wirksam zu sein.

Effect of cold‐work on the mechanism controlling the high‐temperature creep in Al−2 wt% Mg

The annealing spectra of precipitating Al-Li alloys are isochronally tested in the temperature range 25 to 400°C by observing the associated changes in internal friction and resistivity. A second order precipitation kinetics characterizes the first observed annealing band activated by 0.63 eV. As the annealing is proceeded, the β-phase (AlLi) starts to precipitate according to a first order reaction of energy 0.6 eV, and a second band correspondingly appears. Pre-annealing enhances both the previous bands but shifts only the second one to higher temperatures. Recrystallization starts at temperatures above 200°C and proceeds in a similar way as previously observed in dilute Al-Li alloys. Further heating at higher temperatures dissolves the (Al Li) β-phase and allows the lithium atoms to disperse by diffusion through the matrix. This expresses itself as a peak in Q−1 associated with a drop in resistivity.



Die Temperungsspektren von prazipitatbildenden Al-Li-Legierungen werden isochron im Temperaturbereich von 25 bis 400°C durch die Beobachtung der verbundenen Anderungen der inneren Reibung und des Widerstands beobachtet. Eine Prazipitatkinetik zweiter Ordnung wird durch die erste beobachtete Temperungsbande bei 0,63 eV charakterisiert. Bei fortgesetzter Temperung beginnt die β-Phase (Al Li) entsprechend einer Reaktion erster Ordnung mit der Energie von 0,6 eV auszufafllen und eine zweite Bande tritt entsprechend auf. Eine Vorbehandlung vergrosert die beiden oben erwahnten Banden – verschiebt jedoch nur die zweite zu niedrigeren Temperaturen. Rekristallisation beginnt bei Temperaturen oberhalb 200°C und schreitet in ahnlicher Weise fort wie bereits fruher in verdunnten Al-Li-Legierungen beobachtet. Weitere Aufheizung bei hoheren temperaturen lost die (Al Li)-β-Phase auf und gestattet den Lithiumatomen, sich durch Diffusion in der gesamten Matrix auszubreiten. Dies druckt sich als Maximum in Q−1 aus, verbunden mit einer Stufe in der Leitfahigkeit.

R. Kamel

Papers

Comparitive study of structure changes with temperature in univalent and divalent ionic nitrate crystals

Structural changes of (NH4)2SO4 crystals

Kinetics of the amorphous-crystalline transition in the metallic glass Fe40Ni40B20

Effect of cold‐work on the mechanism controlling the high‐temperature creep in Al−2 wt% Mg

Annealing spectrum of precipitating Al-Li alloys