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《Ceramics International》:用于3D打印的氧化铝-氧化锆陶瓷热弹性特性的多尺度建模

《Ceramics International》:用于3D打印的氧化铝-氧化锆陶瓷热弹性特性的多尺度建模

报道了使用3D打印技术对基于氧化铝、氧化锆或两者混合物的部件制造进行微调时需要分析的参数。具体来说,这些参数包括杨氏模量、导热系数、热膨胀系数(CTE)和泊松比。这些参数需要被考虑和分析,因为它们对最终部件的热弹性性能有影响。
《Advanced Materials》:微波活化聚合嵌入式3D打印的建筑陶瓷

《Advanced Materials》:微波活化聚合嵌入式3D打印的建筑陶瓷

报道了一种将嵌入式3D打印(EMB3D)与微波激活固化相结合的方法,用于在任意几何形状中制造具有控制成分的建筑陶瓷。
《Additive Manufacturing》:光固化3D打印高精度高强度聚合物衍生SiOC陶瓷

《Additive Manufacturing》:光固化3D打印高精度高强度聚合物衍生SiOC陶瓷

在604-TMSPM-BA材料体系的基础上,开发了一种具有优异印刷性能和高陶瓷收率的PCP前驱体。BA的加入对高打印分辨率具有重要意义。BA能显著改善PCP坯体的力学性能,降低固化树脂与膜之间的附着力,避免印刷过程中对印刷结构的破坏。通过DLP3D打印技术制造各种高精度陶瓷机械零件,如螺钉,蜗轮,涡轮机,传动轴和喷嘴。整体尺寸从亚毫米到厘米的点阵和细胞结构可以制造,打印分辨率高达5微米。经1100℃真空热解后,PCP前驱体可转化为SiOC陶瓷,陶瓷收率高达56.9%。打印的I-WP结构SiOC陶瓷抗压强度可达240MPa,而实际密度仅为0.367g/cm3。相应的比强度高达6.54×105N·m/kg。在打印分辨率、比强度和陶瓷收率方面,本文的604-TMSPM-BA前驱体和衍生SiOC陶瓷与之前报道的作品相比都处于顶尖水平。本工作中对pdc的3D打印将极大地提高pdc的实际应用价值,在工程领域和极端环境中找到广泛的应用。
《Additive Manufacturing》:SiOC 陶瓷组件的连续快速 3D 打印

《Additive Manufacturing》:SiOC 陶瓷组件的连续快速 3D 打印

2021年6月12日,天津大学材料科学与工程学院的研究人员在《Additive Manufacturing》上发表题为Continuous fast 3D printing of SiOC ceramic components的研究论文,提出了一种聚硅氧烷(PSO)前体连续自上而下CLIP打印。
《ACS Energy Letters》:3D打印柔性陶瓷复合电解质膜

《ACS Energy Letters》:3D打印柔性陶瓷复合电解质膜

2019年10月15日,马里兰大学胡良兵课题组在《ACS Energy Letters》上发表题为lexible Garnet Solid-State Electrolyte Membranes Enabled by Tile-and-Grout Design的研究论文,提出了一种具有“瓷砖-灌浆”规则图案结构的复合柔性电解质膜设计策略,利用3D打印增材制造的方法将陶瓷电解质“瓷砖”通过苯乙烯-丁二烯共聚物(SBC)“泥浆”无间隙地连接在一起。
《Additive Manufacturing》:分散剂浓度对提高还原光聚合3D打印陶瓷打印精度和表面质量的影响

《Additive Manufacturing》:分散剂浓度对提高还原光聚合3D打印陶瓷打印精度和表面质量的影响

本研究对PZT陶瓷悬浮液的配方进行了优化,实现了DLP打印,提高了印刷质量。特别研究了分散剂浓度对陶瓷悬浮液的流变行为、分散行为和固化行为的影响。首先,用FTIR光谱法评价了分散剂对颗粒表面的吸附程度。通过流变学分析和分散学分析的结果,验证了不同分散剂浓度所形成的颗粒表面界面结构的差异。两种分析结果与分散剂在颗粒表面的吸附程度的结果一致。含有最佳分散剂浓度的陶瓷悬浮液粘度最低,剪切稀释行为最强,沉降速率最慢,分散稳定性最高。通过对DLP打印陶瓷元件的光聚合动力学、表面粗糙度、固化深度和固化宽度等结果,研究了陶瓷悬浮液的固化性能。含有最佳分散剂浓度(2wt%)的陶瓷悬浮液具有最高的转化率和光聚合率。
《Journal of Materials Research and Technology》:挤出3d打印成型不同氧化钇含量稳定氧化锆基陶瓷的研制

《Journal of Materials Research and Technology》:挤出3d打印成型不同氧化钇含量稳定氧化锆基陶瓷的研制

从评估工作中得出的结论是,将PEG、DBP和拉脱石作为水介质添加剂的组合可以制备具有适当DIW打印性能的氧化锆基油墨。对于油墨的流变行为,氧化钇的添加量并没有显著影响,差异可能归因于原料粉末粒度分布的差异以及对油墨凝胶基基质的可能破坏。在1550℃-2h的烧结后,所有不同油墨制备的DIW原型均实现了约90%的密度。样品的机械性能与文献中报道的相似;然而,与传统压制方法得到的99%致密氧化锆组件相比,断裂韧性和硬度降低了约25%。这项研究展示了使用3Y-TZP、4Y-PSZ和5Y-PSZ制备具有合理固含量的陶瓷墨水的潜力,可以实现DIW技术的3D打印和制造3D陶瓷原型。然而,需要进一步改进油墨的开发和3D打印策略,以提高所得部件的密度和机械性能。
《Journal of the European Ceramic Society》:超快高温烧结增材陶瓷的超快速脱粘和烧结

《Journal of the European Ceramic Society》:超快高温烧结增材陶瓷的超快速脱粘和烧结

本文的实验结果表明,将增材制造与超快高温烧结相结合可以实现打印、剥离和烧结无缺陷的复杂几何形状致密陶瓷部件。这种方法有望成为无压烧结、热压等传统技术的节能替代方案,为解决当前能源危机迈出了一小步。该方法灵活经济可行,适用于广泛的复杂几何形状和组成。一个非常值得注意的特点是,超快高温烧结允许在一个步骤中结合热脱脂和烧结,仅需几十秒的时间。虽然适当的化学脱脂步骤是必不可少的,以获得无裂纹的不扭曲陶瓷体,在超快高温烧结中,该步骤的持续时间也可以减少到几分钟。烧结样品呈黑色,可能是由于存在石墨碳(较短的超快高温烧结时间)或部分氧化物还原(特别是在最严重的超快高温烧结条件下)。通过控制超快高温烧结的电流和时间,可以定制最终密度和微观结构演变。优化的超快高温烧结条件可以实现完全致密和均匀的微观结构,具有亚微米级的晶粒,与传统长时间(约5000分钟)脱脂和烧结获得的组织相媲美。因此,超快高温烧结能够显著缩短熔融长丝制造陶瓷部件的热处理时间(脱脂/烧结),减少甚至超过99%。这一方法可以简化制程,实现节能效果。
《Additive Manufacturing》:材料挤出增材制造氧化锆零件采用粉末注射成型原料组合物

《Additive Manufacturing》:材料挤出增材制造氧化锆零件采用粉末注射成型原料组合物

报道了研究商用CIM粘结剂在氧化锆零件的FFF打印中的应用。研究选择了四种不同的粘结剂组合物,并将它们与市售氧化锆粉末混合,制备出陶瓷原料。研究通过对混合、挤出和打印过程中获得的数据进行比较,评估了这些原料的性能。为了更好地比较,还将这些原料的流变性能和打印行为与商业氧化锆3D打印进行了对比。
《Journal of Materials Science & Technology》:通过粉末级配设计增强了立体光刻3D打印高孔隙率氧化铝陶瓷芯的综合性能

《Journal of Materials Science & Technology》:通过粉末级配设计增强了立体光刻3D打印高孔隙率氧化铝陶瓷芯的综合性能

通过优化粉体级配设计和烧结工艺,制备出了具有最佳孔隙率和综合性能的SLA 3D打印氧化铝陶瓷芯材。粗粉含量对烧结驱动力和热力学终止起着重要作用,烧结温度则通过调节陶瓷芯的致密化速率和粉末生长过程来影响其综合性能。不同粒度的粉末呈现不同的烧结状态。此外,发现了层隙、粗粉与细粉之间的过渡隙以及细粉之间的桥接孔隙三个来源,并对它们的形成机理进行了分析。建立了SLA 3D打印陶瓷芯的“非骨架”微观结构模型。挠度试验表明,影响材料高温蠕变性能的主要因素是烧结孔隙率而不是晶粒尺寸。最佳的氧化铝陶瓷芯的开孔率为36.4%,高温挠度为2.27mm,弯曲强度为50.1MPa,为SLA 3D打印制备中等强度、低高温挠度的高孔隙率陶瓷芯提供了一条新途径。
《Ceramics International》:烧结工艺和孔隙率对3D打印氧化铝陶瓷芯性能的影响

《Ceramics International》:烧结工艺和孔隙率对3D打印氧化铝陶瓷芯性能的影响

研究中提出了两个方法来改进陶瓷件的性能。第一个方法是在光固化浆料中添加造孔剂,以控制和调整陶瓷芯的孔隙度。第二个方法是通过进行三重烧结工艺,进一步改善烧结过程,以调整零件的性能。
《Ceramics International》:基于DLP立体光刻的3D打印方法制备复杂形状的氧化锆陶瓷零件

《Ceramics International》:基于DLP立体光刻的3D打印方法制备复杂形状的氧化锆陶瓷零件

该报道介绍了使用DLP-立体光刻技术制造致密和复杂氧化锆陶瓷零件的方法。
《Journal of the European Ceramic Society》:基于还原光聚合的3D打印实现复杂形状和高性能氧化铝陶瓷刀具:一种通过偶联剂铝酸酯和硅烷偶联剂的新型表面改性策略

《Journal of the European Ceramic Society》:基于还原光聚合的3D打印实现复杂形状和高性能氧化铝陶瓷刀具:一种通过偶联剂铝酸酯和硅烷偶联剂的新型表面改性策略

报道了研究人员考察了不同浓度和种类的分散剂对氧化铝陶瓷悬浮液的稳定性和粘度的影响。
《Additive Manufacturing》:原位Y3Al5O12通过还原光聚合3D打印提高了铝基陶瓷芯的综合性能

《Additive Manufacturing》:原位Y3Al5O12通过还原光聚合3D打印提高了铝基陶瓷芯的综合性能

本研究使用VPP 3D打印技术成功制备了一种具有优异综合性能的YAG增强铝基陶瓷芯。
《Journal of the European Ceramic Society》:光敏氮化硅浆料具有低粘度和大固化深度的综合优势,适用于数字光处理3D打印

《Journal of the European Ceramic Society》:光敏氮化硅浆料具有低粘度和大固化深度的综合优势,适用于数字光处理3D打印

报道了一项关于制备光敏氮化硅浆料的工作。
《Chemical Engineering Journal》:具有微米级周期结构的3D打印SiC陶瓷吸光度可控降低及两步反应

《Chemical Engineering Journal》:具有微米级周期结构的3D打印SiC陶瓷吸光度可控降低及两步反应

研究人员提出了一种新的可控氧化涂层方法,成功实现了SiC@SiO2坯体的光固化3D打印,同时提出了碳热还原与气相硅化相结合的两步反应方法,成功地去除了SiO2包覆层,并实现了80~300μm周期结构SiC陶瓷的反应烧结。
《Dental Materials》:打印层取向和抛光对3d打印牙科氧化锆疲劳强度的影响

《Dental Materials》:打印层取向和抛光对3d打印牙科氧化锆疲劳强度的影响

报道了本研究的目的是评估表面抛光和打印层取向对3mol%氧化钇稳定氧化锆(3Y-TZP)的立体光刻(SLA)疲劳行为的影响,并与减法制造进行比较。
《Ceramics International》:基于微sla 3D打印技术制备氧化锆稳定陶瓷的分层晶格结构

《Ceramics International》:基于微sla 3D打印技术制备氧化锆稳定陶瓷的分层晶格结构

一种经济的微sla技术,用于从固体含量为70%的UV浆料中制备陶瓷。该研究在后处理阶段证明了一步热处理工艺可以代替分离的脱脂和烧结工艺,从而显著减少生产时间和成本。
《Ceramics International》:3D打印堇青石-氧化锆复合材料的机械增强

《Ceramics International》:3D打印堇青石-氧化锆复合材料的机械增强

报道了该研究的重点是制备用于光聚合3D打印的堇青石-氧化锆复合陶瓷浆料,并研究纳米氧化锆颗粒的添加量对高温烧结后制备的堇青石样品的力学性能的影响。研究还探讨了这类样品的强化机理,特别是增韧机理。
《Nature Communications》:多尺度、大跨度陶瓷无支撑3D打印

《Nature Communications》:多尺度、大跨度陶瓷无支撑3D打印

通过结合直接墨水书写和近红外诱导的上转换粒子辅助光聚合,实现了多尺度和大跨度陶瓷的无支撑3D打印。
《Ceramics International》:粘合剂喷射增材制造纯Al2O3和掺杂Al2O3陶瓷芯材的性能比较

《Ceramics International》:粘合剂喷射增材制造纯Al2O3和掺杂Al2O3陶瓷芯材的性能比较

采用粘结剂喷射制造Al2O3和掺杂的Al2O3陶瓷芯材,并对其组织性能进行对比研究。
《Materials Today Communications》:3D打印彩色氧化锆陶瓷零件的制备、表征及着色机理

《Materials Today Communications》:3D打印彩色氧化锆陶瓷零件的制备、表征及着色机理

一项关于有色陶瓷的研究工作。该研究旨在从微观角度解释有色陶瓷的着色机理,并为颜色变化更大的有色氧化锆陶瓷的准确着色和制备提供理论支持。
《Journal of the European Ceramic Society》:氧化锆陶瓷的数字光处理立体光刻:浆料制备和取向依赖的力学性能

《Journal of the European Ceramic Society》:氧化锆陶瓷的数字光处理立体光刻:浆料制备和取向依赖的力学性能

概述影响DLP制备氧化锆陶瓷力学性能的主要参数,并在此基础上优化可打印氧化锆浆料的制备工艺。研究还考察了固含量和打印方向对其力学性能的影响,并通过在烧结状态下测试样品,证明了DLP工艺能够制造高质量表面的能力,这是优于其他传统和3D打印技术的关键优势。
《Ceramics International》:立方氧化锆晶格支架的3D打印用于制氢

《Ceramics International》:立方氧化锆晶格支架的3D打印用于制氢

制备高多孔3D模式机器人铸造8YSZ支架,并将其浸渍在钯纳米催化剂中,初步研究其在FA制氢中的催化性能的研究。
122cc太阳集成游戏突破:成功制备锆钛酸铅测试方块,开启锆钛酸铅材料科学新篇章

122cc太阳集成游戏突破:成功制备锆钛酸铅测试方块,开启锆钛酸铅材料科学新篇章

锆钛酸铅作为一种钙钛矿型结构的铁电材料,锆钛酸铅在晶体结构中具有特殊的电偶极矩排列,使其具有优异的压电性和铁电性。简单来说,压电性是指材料在受到压力时能产生电压的特性,而铁电性则是指材料在受到外加电场作用时能发生电偶极翻转的特性。这些特性使得锆钛酸铅在各种领域中都有着广泛的应用。
《Journal of the European Ceramic Society》:玻璃焊料连接获得高强度高透光率的陶瓷接头

《Journal of the European Ceramic Society》:玻璃焊料连接获得高强度高透光率的陶瓷接头

2022年1月22日,长春工业大学材料科学与工程学院冉旭教授课题组在《Journal of the European Ceramic Society》发表题为Microstructure, mechanical and optical properties of MgAl2O4 / MgAl2O4 joints bonded using CaO-Al2O3-SiO2 glass filler的研究论文,采用透明的玻璃材料做为焊料来连接透明镁铝尖晶石陶瓷。
《Journal of Alloys and Compounds》:纳米陶瓷取代硬质合金中的Co作为粘合剂相?

《Journal of Alloys and Compounds》:纳米陶瓷取代硬质合金中的Co作为粘合剂相?

2021年12月3日,山东大学机电与信息工程学院陈原教授课题组在《Journal of Alloys and Compounds》发表题为Nano-ceramic replacing cobalt in cemented carbide as binder phase: Is it feasible?的研究论文,探究了纳米氧化物陶瓷的增韧机理。
《Ceramics International》:溶剂型立体光刻技术对氧化铝样品和超薄贴面贴片脱脂效果的影响

《Ceramics International》:溶剂型立体光刻技术对氧化铝样品和超薄贴面贴片脱脂效果的影响

2023年9月13日,台北医科大学、广岛大学和国立台北工业大学的研究人员在《Ceramics International》上发表题为Effect of debinding on alumina specimens and ultra-thin veneer fits using solvent-based stereolithography的研究论文,报道了采用基于溶剂的陶瓷浆料立体光刻(3S)技术制备氧化铝样品,并通过烧结工艺进行加工。研究3S制备的氧化铝试样的微观结构和力学性能,并重点关注不同脱脂保持时间对其的影响。
《Ceramics International》:采用溶胶-凝胶法制备硅酸锂陶瓷3D打印用于定制具有最佳半透明性的牙科修复体

《Ceramics International》:采用溶胶-凝胶法制备硅酸锂陶瓷3D打印用于定制具有最佳半透明性的牙科修复体

本研究通过溶胶-凝胶法制备硅酸锂粉末,并使用光聚合DLP 3D打印机进行打印。经过脱脂和烧结处理,获得了坚硬且相对透明的打印输出。与填充硅酸锂样品的烧结体相比,3D打印硅酸锂样品的收缩率升高至7.06%,透光率降低至66.06%。维氏硬度显著降低至53.24%,但与传统商业化方式的IPS e-max Press和IPS e-max CAD产品相近。这证实了硅酸锂是一种有前景的3D打印假牙材料。然而,光聚合陶瓷的3D打印涉及多个步骤,每个步骤的因素必须仔细确定,以获得理想的制造产品。未来的随访研究将有助于确定最佳条件。
《Nature Materials》:3d打印纳米级分辨率的二氧化硅

《Nature Materials》:3d打印纳米级分辨率的二氧化硅

2021年10月14日,清华大学的王炜鹏和美国莱斯大学的Jacob T. Robinson等研究者在《Nature Materials》发表题为3D-printed silica with nanoscale resolution的研究论文,开发了一种3D打印高质量的二氧化硅纳米结构的方法,其分辨率低于200 nm,并具有掺杂稀土元素的灵活性。
《JMST》:粉料级配设计实现光固化3D打印陶瓷型芯综合性能提升

《JMST》:粉料级配设计实现光固化3D打印陶瓷型芯综合性能提升

调控光固化3D打印陶瓷型芯孔隙率和抗弯强度矛盾的粉料级配设计方法。
《Advanced Materials Technologies》低温共烧陶瓷(LTCC)三维电子器件的多材料混合3D打印技术

《Advanced Materials Technologies》低温共烧陶瓷(LTCC)三维电子器件的多材料混合3D打印技术

用于制造三维陶瓷电子器件的新型混合3D打印技术。
《Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials》:采用数字光处理技术制备生物相容性氮化硅牙种植体材料

《Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials》:采用数字光处理技术制备生物相容性氮化硅牙种植体材料

报道了一项关于以Si3N4陶瓷为材料,利用DLP(数字光处理)技术制备新型种植体的研究。研究中探讨了分散剂含量和固含量对氮化硅浆料粘度特性的影响。通过采用标准试纸测量力学数据,研究发现,在降低弹性模量的同时提高了力学性能。
《Advanced Functional Materials》:适用于多种应用的3D打印超高孔和机械强度高的泡沫材

《Advanced Functional Materials》:适用于多种应用的3D打印超高孔和机械强度高的泡沫材

所制得的未经烧结的坯体可在水的环境下维持10天(或更长时间)气孔结构不发生变化,亦可在乙醇的环境下维持3天(或更长时间)气孔结构不发生变化。这说明该坯体可以被直接用做一些基体材料,如组织工程支架、多孔涂层、隔热材料等,具有广阔的工业化前景。
《Journal of the European Ceramic Society》:基于DLP的立体光刻制备Ce-ZrO2/Al2O3复合材料及其表征

《Journal of the European Ceramic Society》:基于DLP的立体光刻制备Ce-ZrO2/Al2O3复合材料及其表征

在这项实验中,我们使用基于DLP立体光刻的3D打印技术成功地制造了氧化锆-氧化铝零件。通过添加商业分散剂(Disperbyk-103),紫外线固化陶瓷悬浮液表现出了剪切稀化行为,允许增加固含量,并保持理想的流变性和稳定性。实验结果表明,在曝光时间控制在12秒、LED光源功率为31.96mW/cm2的条件下,可以获得固化深度为20µm层厚度的1.5倍。
《Ceramics International》:烧结温度对数字光处理3D打印氧化钇稳定氧化锆陶瓷导热系数的影响

《Ceramics International》:烧结温度对数字光处理3D打印氧化钇稳定氧化锆陶瓷导热系数的影响

本文使用DLP 3D打印技术制备了YSZ陶瓷坯体,并研究了烧结温度对YSZ陶瓷导热系数的影响机理。研究表明,随着烧结温度的升高,YSZ陶瓷的质量保持率保持在78.40%。同时,密度、轴向收缩率、Z向收缩率和密度都得到了提高,孔隙率逐渐减少。
《Journal of the European Ceramic Society》:高强度羟基磷灰石陶瓷的数字光处理:粒度和打印参数对微观结构缺陷和力学性能的影响

《Journal of the European Ceramic Society》:高强度羟基磷灰石陶瓷的数字光处理:粒度和打印参数对微观结构缺陷和力学性能的影响

报道了该研究旨在探讨处理浆料和打印参数在使用DLP技术制造3D打印致密羟基磷灰石(HA)结构中的作用。实验通过打印不同粒径分布的HA粉末组成的浆料,改变固化深度-层厚比等参数,并采用弯曲测试方式研究光刻制造陶瓷零件中典型缺陷的演变。该研究填补了前人的文献空缺,推动了高强度HA部件DLP制造的研究。
《Ceramics International》:DLP打印用光敏氧化锆悬浮液的动力学稳定性和流变性能

《Ceramics International》:DLP打印用光敏氧化锆悬浮液的动力学稳定性和流变性能

本研究成功制备了含有CY3Z-RS粉末的动力学稳定的低粘度浆料,并优化了Disperbyk-103试剂的适当添加。
《Ceramics International》:DLP 3D打印高强度半透明氧化锆陶瓷与相对低负荷的紫外光固化配方

《Ceramics International》:DLP 3D打印高强度半透明氧化锆陶瓷与相对低负荷的紫外光固化配方

本文介绍了通过数字光处理,利用桌面打印机和固含量相对较低的配方,可以增材制造高质量、高强度和全致密的氧化锆陶瓷。
3D打印晶格结构:无需牺牲结构完整性及强度的轻量化解决方案

3D打印晶格结构:无需牺牲结构完整性及强度的轻量化解决方案

3D打印为碳化硅材料提供新的解决方案

3D打印为碳化硅材料提供新的解决方案

《ACS Energy Letters》:3D打印高度可扩展的管状质子陶瓷燃料电池

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《Additive Manufacturing》:挤出式3D打印高固含量氮化硅水性材料,制备实心填充结构

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内蒙古工业大学:超快速高温烧结钛酸钡压电陶瓷的制备及性能

内蒙古工业大学:超快速高温烧结钛酸钡压电陶瓷的制备及性能

《Additive Manufacturing》:LCD3D打印工艺制备三周期最小表面晶格生物陶瓷结构

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《Advanced Materials》:3D打印多面体生物支架,用于神经和血管化骨再生

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《Ceramics International》:DLP 3D打印低固含量的紫外光固化配方,制备高强度半透明氧化锆陶瓷

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《Science》:结合微尺度轴向光刻技术,实现二氧化硅玻璃的体积增材制造

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《Ceramics International》:3D打印氧化铝-氧化锆陶瓷热弹性性能的多尺度建模

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