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聚碳硅烷制备C/C-SiC高温复合材料的应用
被引量:
7
1
作者
宋麦丽
田蔚
+2 位作者
闫联生
崔红
张强
《固体火箭技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第1期128-133,共6页
SiC陶瓷复合材料具有抗氧化、耐高温等综合性能,已在宇航领域得到广泛应用,聚合物先驱体——聚碳硅烷经高温裂解,可制备SiC陶瓷复合材料。主要进行了聚碳硅烷的结构与性能分析,以及其用于制备PIP-SiC基陶瓷复合材料的研究。结果表明,C/C...
SiC陶瓷复合材料具有抗氧化、耐高温等综合性能,已在宇航领域得到广泛应用,聚合物先驱体——聚碳硅烷经高温裂解,可制备SiC陶瓷复合材料。主要进行了聚碳硅烷的结构与性能分析,以及其用于制备PIP-SiC基陶瓷复合材料的研究。结果表明,C/C-SiC炭陶双基材料结合了C/C复合材料使用温度高、C/SiC复合材料抗氧化性能优良的特点,随着基体中PIP-SiC含量的增加,提高了C/C-SiC复合材料的综合力学性能和抗氧化烧蚀性能。采用"CVI+PIP"工艺研制的3D C/C-SiC复合材料弯曲强度高达468.4MPa,拉伸强度高达348.6 MPa,600 s条件下的氧乙炔烧蚀的线烧蚀率为0.001 7 mm/s、质量烧蚀率为0.000 6 g/s,使C/C-SiC复合材料达到了长寿命的使用目的。
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关键词
聚
碳
硅
烷
(
pcs
)
C
C
SIC复合材料
PIP—SiC基体
高温复合材料
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职称材料
SiC先驱体——聚碳硅烷的应用研究进展
被引量:
20
2
作者
宋麦丽
傅利坤
《中国材料进展》
CAS
CSCD
2013年第4期243-248,共6页
碳化硅(SiC)陶瓷涂层和碳化硅(SiC)基陶瓷复合材料具有抗氧化、耐高温、耐磨、耐腐蚀等优异的综合性能,已在宇航领域得到广泛应用。聚合物先驱体——聚碳硅烷经高温裂解可制备碳化硅陶瓷涂层或碳化硅基体。综述了聚碳硅烷的合成、结构...
碳化硅(SiC)陶瓷涂层和碳化硅(SiC)基陶瓷复合材料具有抗氧化、耐高温、耐磨、耐腐蚀等优异的综合性能,已在宇航领域得到广泛应用。聚合物先驱体——聚碳硅烷经高温裂解可制备碳化硅陶瓷涂层或碳化硅基体。综述了聚碳硅烷的合成、结构与性能以及其用于制备SiC纤维、SiC表面/界面抗氧化涂层和SiC基陶瓷复合材料的情况。对C/C材料进行SiC涂层,提高了复合材料的抗氧化烧蚀性能,延长了C/C材料的使用寿命。采用"CVI+PIP"工艺研制的C/SiC复合材料弯曲强度高达643 MPa,断裂韧性高达20.94 MPa·m1/2。
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关键词
聚
碳
硅
烷
(
pcs
)
SIC纤维
SiC基陶瓷复合材料
SiC表面/界面涂层
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职称材料
PCS原位热解法低温制备自结合碳化硅材料的研究
被引量:
2
3
作者
郭鹏
王刚
+1 位作者
袁波
韩建燊
《耐火材料》
CAS
北大核心
2016年第3期185-188,共4页
为了在较低温度下制备性能较好的自结合碳化硅材料,在黑碳化硅的基础配料中引入聚碳硅烷(PCS),以二乙烯基苯(DVB)作溶剂和交联剂,经混练、成型、烘干后,于1 450℃保温5 h热处理,制备由聚碳硅烷原位热解产生的SiC结合的碳化硅材料,主要...
为了在较低温度下制备性能较好的自结合碳化硅材料,在黑碳化硅的基础配料中引入聚碳硅烷(PCS),以二乙烯基苯(DVB)作溶剂和交联剂,经混练、成型、烘干后,于1 450℃保温5 h热处理,制备由聚碳硅烷原位热解产生的SiC结合的碳化硅材料,主要研究了PCS加入量(分别为黑碳化硅质量的3%、5%和7%)和热处理气氛(分别为N_2气氛和埋炭气氛)对碳化硅材料体积密度、显气孔率、常温耐压强度、常温抗折强度、高温抗折强度、抗热震性、物相组成和显微结构的影响。结果表明:1)随着PCS加入量的增加,热处理后碳化硅试样的致密度、常温强度、高温强度和烧后线收缩率均增大。2)在PCS加入量相同时,在两种气氛中热处理制备的碳化硅试样的致密度差别很小,但在N_2气氛中热处理制备的碳化硅试样的常温抗折强度、常温耐压强度和高温抗折强度均比在埋炭气氛中制备的小。3)在N_2气氛中热处理制备的碳化硅试样中含有少量Si_2N_2O,而在埋炭气氛中制备的碳化硅试样由β-SiC和α-SiC组成;在两种气氛中热处理制备的碳化硅试样中都生成了纤维状物质,但在埋炭气氛中制备的碳化硅试样的纤维状物质更多,长径比更大。
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关键词
聚
碳
硅
烷
(
pcs
)
自结合
碳
化
硅
低温制备
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职称材料
聚碳硅烷的高温陶瓷化机理
被引量:
5
4
作者
曹柳絮
陈建勋
+2 位作者
刘春轩
薛亮
黄启忠
《中南大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第1期52-57,共6页
通过TG-DTA,IR,XRD和SEM等测试方法分析研究聚碳硅烷(PCS)的热分解过程及在真空高温条件下物相成分及晶形的变化过程。研究结果表明:聚碳硅烷质量损失主要发生在300-700℃之间,300-450℃主要发生小分子聚合物以及裂解产生的分子碎片...
通过TG-DTA,IR,XRD和SEM等测试方法分析研究聚碳硅烷(PCS)的热分解过程及在真空高温条件下物相成分及晶形的变化过程。研究结果表明:聚碳硅烷质量损失主要发生在300-700℃之间,300-450℃主要发生小分子聚合物以及裂解产生的分子碎片的挥发;450-650℃之间,Si—H和C—H键发生断裂,生成氢气、烷烃等气体;650-900℃,PCS发生有机无机转变,裂解产物开始具有无机特征;900-1200℃,裂解产物基本不再具有有机特征,PCS完全转化为无定型SiC;1 200℃以后,SiC结晶形成β-SiC和α-SiC,温度升高结晶度增加且伴随晶粒的长大,2 000℃时有SiC的升华现象,且2 000℃的XRD可以证明C在PCS的陶瓷化过程中有一定富余。
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关键词
C
SIC复合材料
先驱体浸渍裂解法(PIP)
聚
碳
硅
烷
(
pcs
)
裂解
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职称材料
连续碳化硅长丝纤维生产技术现状
被引量:
1
5
作者
辛世煊
《中国材料进展》
CAS
CSCD
2014年第5期312-320,共9页
连续碳化硅长丝纤维是目前具有最高比强度和最高比模量,以及高热稳定性的人造纤维。其生产技术发展经历了从高含氧量到超低含氧量,从微量元素掺杂到多种元素掺杂复合连续碳化硅长丝纤维几个关键技术阶段。连续碳化硅长丝纤维生产的4个...
连续碳化硅长丝纤维是目前具有最高比强度和最高比模量,以及高热稳定性的人造纤维。其生产技术发展经历了从高含氧量到超低含氧量,从微量元素掺杂到多种元素掺杂复合连续碳化硅长丝纤维几个关键技术阶段。连续碳化硅长丝纤维生产的4个关键技术工艺过程包括:有机硅烷小分子单体经化学或催化聚合形成有机聚硅烷(Polysilanes,PS)的聚合过程;PS的粘溶液或熔浆在惰性气氛中机械纺丝制造PS原丝的工艺过程;PS原丝经过在惰性化学气氛中控温化学转化形成聚碳硅烷(Polycarbosilanes,PCS)纤维及同时发生交联的热化学转化过程;PCS纤维在惰性以及/或者反应性气氛中高温热交联结晶化形成终烧碳化硅纤维的高温热化学转化过程。熟悉并完全掌握每一个工艺过程的技术关键,才能有效选择合适的工艺及生产装备,生产出高强度高模量连续碳化硅长丝纤维,为我国航空航天以及高端制造业提供高品质连续碳化硅长丝纤维材料。
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关键词
β-
碳
化
硅
(β-SiC)
连续
碳
化
硅
长丝纤维(SiCF)
聚
硅
烷
(PS)
聚
碳
硅
烷
(
pcs
)
高温热解
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职称材料
针对静电纺丝SiC纤维纳米化的溶液参数优化设计
被引量:
1
6
作者
陈莹
侯翼
成来飞
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期1619-1623,共5页
一维SiC纳米材料不仅具有陶瓷材料高强度、高模量、优异的化学稳定性和高温稳定性等优势,还拥有高比表面积、可设计的微结构和可控介电性能,在电磁吸波领域有着重要应用价值。静电纺丝技术是一种制备连续纳米纤维的有效方法,目前利用该...
一维SiC纳米材料不仅具有陶瓷材料高强度、高模量、优异的化学稳定性和高温稳定性等优势,还拥有高比表面积、可设计的微结构和可控介电性能,在电磁吸波领域有着重要应用价值。静电纺丝技术是一种制备连续纳米纤维的有效方法,目前利用该方法制备SiC陶瓷纤维的研究还处于初期探索阶段,适用的溶液体系和参数比较混杂且缺乏系统研究,特别是以SiC纤维纳米化为目标的纺丝溶液体系优化设计还未见报道。本研究以SiC纳米纤维的纺丝前驱体聚碳硅烷(PCS)溶液为研究对象,系统分析了溶剂种类、高分子助纺剂种类和浓度、溶液配比和粘度、添加剂种类和添加量对纺丝纤维形貌和微结构的影响规律,进一步确定了以氯仿为溶剂、聚己内脂酯(PCL)为助纺剂、乙酰丙酮铪(Hf(acac)_4)为添加剂的纺丝溶液体系。为了获得结构连续、形貌均一的SiC纳米纤维,PCL的最优浓度约为0.087 5 g/mL,PCS最优浓度为0.125~0.15 g/mL,添加剂Hf(acac)_4的浓度不超过0.025 g/mL。经过纺丝溶液参数的优化,成功获得了平均直径为340 nm的柔性SiC纳米纤维薄膜。
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关键词
静电纺丝
SiC纳米纤维
聚
碳
硅
烷
(
pcs
)溶液
溶液参数优化
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职称材料
题名
聚碳硅烷制备C/C-SiC高温复合材料的应用
被引量:
7
1
作者
宋麦丽
田蔚
闫联生
崔红
张强
机构
西安航天复合材料研究所
高性能炭纤维制造及应用国家地方联合工程研究中心
出处
《固体火箭技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第1期128-133,共6页
文摘
SiC陶瓷复合材料具有抗氧化、耐高温等综合性能,已在宇航领域得到广泛应用,聚合物先驱体——聚碳硅烷经高温裂解,可制备SiC陶瓷复合材料。主要进行了聚碳硅烷的结构与性能分析,以及其用于制备PIP-SiC基陶瓷复合材料的研究。结果表明,C/C-SiC炭陶双基材料结合了C/C复合材料使用温度高、C/SiC复合材料抗氧化性能优良的特点,随着基体中PIP-SiC含量的增加,提高了C/C-SiC复合材料的综合力学性能和抗氧化烧蚀性能。采用"CVI+PIP"工艺研制的3D C/C-SiC复合材料弯曲强度高达468.4MPa,拉伸强度高达348.6 MPa,600 s条件下的氧乙炔烧蚀的线烧蚀率为0.001 7 mm/s、质量烧蚀率为0.000 6 g/s,使C/C-SiC复合材料达到了长寿命的使用目的。
关键词
聚
碳
硅
烷
(
pcs
)
C
C
SIC复合材料
PIP—SiC基体
高温复合材料
Keywords
polycarbosilane
C/C-SiC dual matrix composites
PIP-SiC matrix
high temperature composites
分类号
V258 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
SiC先驱体——聚碳硅烷的应用研究进展
被引量:
20
2
作者
宋麦丽
傅利坤
机构
西安航天复合材料研究所
出处
《中国材料进展》
CAS
CSCD
2013年第4期243-248,共6页
文摘
碳化硅(SiC)陶瓷涂层和碳化硅(SiC)基陶瓷复合材料具有抗氧化、耐高温、耐磨、耐腐蚀等优异的综合性能,已在宇航领域得到广泛应用。聚合物先驱体——聚碳硅烷经高温裂解可制备碳化硅陶瓷涂层或碳化硅基体。综述了聚碳硅烷的合成、结构与性能以及其用于制备SiC纤维、SiC表面/界面抗氧化涂层和SiC基陶瓷复合材料的情况。对C/C材料进行SiC涂层,提高了复合材料的抗氧化烧蚀性能,延长了C/C材料的使用寿命。采用"CVI+PIP"工艺研制的C/SiC复合材料弯曲强度高达643 MPa,断裂韧性高达20.94 MPa·m1/2。
关键词
聚
碳
硅
烷
(
pcs
)
SIC纤维
SiC基陶瓷复合材料
SiC表面/界面涂层
Keywords
polycarbosilane(
pcs
)
SiC fibers
SiC matrix composites
SiC surface/interface coating
分类号
TB332 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
PCS原位热解法低温制备自结合碳化硅材料的研究
被引量:
2
3
作者
郭鹏
王刚
袁波
韩建燊
机构
中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司先进耐火材料国家重点实验室
出处
《耐火材料》
CAS
北大核心
2016年第3期185-188,共4页
文摘
为了在较低温度下制备性能较好的自结合碳化硅材料,在黑碳化硅的基础配料中引入聚碳硅烷(PCS),以二乙烯基苯(DVB)作溶剂和交联剂,经混练、成型、烘干后,于1 450℃保温5 h热处理,制备由聚碳硅烷原位热解产生的SiC结合的碳化硅材料,主要研究了PCS加入量(分别为黑碳化硅质量的3%、5%和7%)和热处理气氛(分别为N_2气氛和埋炭气氛)对碳化硅材料体积密度、显气孔率、常温耐压强度、常温抗折强度、高温抗折强度、抗热震性、物相组成和显微结构的影响。结果表明:1)随着PCS加入量的增加,热处理后碳化硅试样的致密度、常温强度、高温强度和烧后线收缩率均增大。2)在PCS加入量相同时,在两种气氛中热处理制备的碳化硅试样的致密度差别很小,但在N_2气氛中热处理制备的碳化硅试样的常温抗折强度、常温耐压强度和高温抗折强度均比在埋炭气氛中制备的小。3)在N_2气氛中热处理制备的碳化硅试样中含有少量Si_2N_2O,而在埋炭气氛中制备的碳化硅试样由β-SiC和α-SiC组成;在两种气氛中热处理制备的碳化硅试样中都生成了纤维状物质,但在埋炭气氛中制备的碳化硅试样的纤维状物质更多,长径比更大。
关键词
聚
碳
硅
烷
(
pcs
)
自结合
碳
化
硅
低温制备
Keywords
polycarbosilane
self-bonded silicon carbide
low temperature preparation
分类号
TQ163.4 [化学工程—高温制品工业]
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职称材料
题名
聚碳硅烷的高温陶瓷化机理
被引量:
5
4
作者
曹柳絮
陈建勋
刘春轩
薛亮
黄启忠
机构
中南大学粉末冶金国家重点实验室
出处
《中南大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第1期52-57,共6页
基金
国家重点基础研究发展计划("973"计划)项目(2011CB605801)
湖南省研究生科研创新项目(CX2012B042)
文摘
通过TG-DTA,IR,XRD和SEM等测试方法分析研究聚碳硅烷(PCS)的热分解过程及在真空高温条件下物相成分及晶形的变化过程。研究结果表明:聚碳硅烷质量损失主要发生在300-700℃之间,300-450℃主要发生小分子聚合物以及裂解产生的分子碎片的挥发;450-650℃之间,Si—H和C—H键发生断裂,生成氢气、烷烃等气体;650-900℃,PCS发生有机无机转变,裂解产物开始具有无机特征;900-1200℃,裂解产物基本不再具有有机特征,PCS完全转化为无定型SiC;1 200℃以后,SiC结晶形成β-SiC和α-SiC,温度升高结晶度增加且伴随晶粒的长大,2 000℃时有SiC的升华现象,且2 000℃的XRD可以证明C在PCS的陶瓷化过程中有一定富余。
关键词
C
SIC复合材料
先驱体浸渍裂解法(PIP)
聚
碳
硅
烷
(
pcs
)
裂解
Keywords
C/SiC composites
PIP
pcs
decomposition
分类号
TB32 [一般工业技术—材料科学与工程]
TG174.453 [金属学及工艺—金属表面处理]
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职称材料
题名
连续碳化硅长丝纤维生产技术现状
被引量:
1
5
作者
辛世煊
机构
中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院中国石油天然气集团公司合成树脂重点实验室
出处
《中国材料进展》
CAS
CSCD
2014年第5期312-320,共9页
基金
中国石油天然气集团公司科学研究与技术开发项目(2011B-2703-0104)
文摘
连续碳化硅长丝纤维是目前具有最高比强度和最高比模量,以及高热稳定性的人造纤维。其生产技术发展经历了从高含氧量到超低含氧量,从微量元素掺杂到多种元素掺杂复合连续碳化硅长丝纤维几个关键技术阶段。连续碳化硅长丝纤维生产的4个关键技术工艺过程包括:有机硅烷小分子单体经化学或催化聚合形成有机聚硅烷(Polysilanes,PS)的聚合过程;PS的粘溶液或熔浆在惰性气氛中机械纺丝制造PS原丝的工艺过程;PS原丝经过在惰性化学气氛中控温化学转化形成聚碳硅烷(Polycarbosilanes,PCS)纤维及同时发生交联的热化学转化过程;PCS纤维在惰性以及/或者反应性气氛中高温热交联结晶化形成终烧碳化硅纤维的高温热化学转化过程。熟悉并完全掌握每一个工艺过程的技术关键,才能有效选择合适的工艺及生产装备,生产出高强度高模量连续碳化硅长丝纤维,为我国航空航天以及高端制造业提供高品质连续碳化硅长丝纤维材料。
关键词
β-
碳
化
硅
(β-SiC)
连续
碳
化
硅
长丝纤维(SiCF)
聚
硅
烷
(PS)
聚
碳
硅
烷
(
pcs
)
高温热解
Keywords
β-silicon carbide(β-SiC)
silicon carbide fiber(SiCF)
polysilanes (PS)
polycarbosilanes (
pcs
)
high temperature pyrolysis
分类号
TQ343.6 [化学工程—化纤工业]
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职称材料
题名
针对静电纺丝SiC纤维纳米化的溶液参数优化设计
被引量:
1
6
作者
陈莹
侯翼
成来飞
机构
西北工业大学教育实验学院
西北工业大学材料学院
新加坡国立大学淡马锡实验室
出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期1619-1623,共5页
文摘
一维SiC纳米材料不仅具有陶瓷材料高强度、高模量、优异的化学稳定性和高温稳定性等优势,还拥有高比表面积、可设计的微结构和可控介电性能,在电磁吸波领域有着重要应用价值。静电纺丝技术是一种制备连续纳米纤维的有效方法,目前利用该方法制备SiC陶瓷纤维的研究还处于初期探索阶段,适用的溶液体系和参数比较混杂且缺乏系统研究,特别是以SiC纤维纳米化为目标的纺丝溶液体系优化设计还未见报道。本研究以SiC纳米纤维的纺丝前驱体聚碳硅烷(PCS)溶液为研究对象,系统分析了溶剂种类、高分子助纺剂种类和浓度、溶液配比和粘度、添加剂种类和添加量对纺丝纤维形貌和微结构的影响规律,进一步确定了以氯仿为溶剂、聚己内脂酯(PCL)为助纺剂、乙酰丙酮铪(Hf(acac)_4)为添加剂的纺丝溶液体系。为了获得结构连续、形貌均一的SiC纳米纤维,PCL的最优浓度约为0.087 5 g/mL,PCS最优浓度为0.125~0.15 g/mL,添加剂Hf(acac)_4的浓度不超过0.025 g/mL。经过纺丝溶液参数的优化,成功获得了平均直径为340 nm的柔性SiC纳米纤维薄膜。
关键词
静电纺丝
SiC纳米纤维
聚
碳
硅
烷
(
pcs
)溶液
溶液参数优化
Keywords
electrospinning
SiC nanofibers
polycarbosilane(
pcs
)solution
optimization of spun solution
分类号
TB32 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
聚碳硅烷制备C/C-SiC高温复合材料的应用
宋麦丽
田蔚
闫联生
崔红
张强
《固体火箭技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014
7
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职称材料
2
SiC先驱体——聚碳硅烷的应用研究进展
宋麦丽
傅利坤
《中国材料进展》
CAS
CSCD
2013
20
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职称材料
3
PCS原位热解法低温制备自结合碳化硅材料的研究
郭鹏
王刚
袁波
韩建燊
《耐火材料》
CAS
北大核心
2016
2
在线阅读
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职称材料
4
聚碳硅烷的高温陶瓷化机理
曹柳絮
陈建勋
刘春轩
薛亮
黄启忠
《中南大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014
5
在线阅读
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职称材料
5
连续碳化硅长丝纤维生产技术现状
辛世煊
《中国材料进展》
CAS
CSCD
2014
1
在线阅读
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职称材料
6
针对静电纺丝SiC纤维纳米化的溶液参数优化设计
陈莹
侯翼
成来飞
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
1
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职称材料
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