CN111807716B - 金色三银低辐射镀膜玻璃及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金色三银低辐射镀膜玻璃，包括玻璃基片及设于所述玻璃基片表面的膜层结构，所述膜层结构自所述玻璃基片向外包括第一银层、第二银层和第三银层，且所述第一银层、所述第二银层和所述第三银层中至少一者的表面设有铜合金层。本申请的金色三银低辐射镀膜玻璃通过引入铜合金层，保证正侧面颜色的一致性，并有效改善透过色，避免透过色的色调过重，使透过色更加中性，柔和不失真，使得金色三银低辐射镀膜玻璃的室内观感更加舒适，且遮阳系数较低，有效提高金色三银低辐射镀膜玻璃的节能特性。本发明还提供一种上述的金色三银低辐射镀膜玻璃的制备方法。

Description

金色三银低辐射镀膜玻璃及其制备方法

技术领域

本发明涉及低辐射镀膜玻璃技术领域，具体涉及一种金色三银低辐射镀膜玻璃及其制备方法。

背景技术

镀膜玻璃(Reflective glass)也称反射玻璃。镀膜玻璃是在玻璃表面涂镀一层或多层金属、合金或金属化合物薄膜，以改变玻璃的光学性能，满足某种特定要求。镀膜玻璃按产品的不同特性，可分为以下几类：热反射玻璃、低辐射玻璃(Low-E)、导电膜玻璃等。

镀膜玻璃的生产方法很多，如真空磁控溅射法、真空蒸发法、化学气相沉积法以及溶胶-凝胶法等。磁控溅射镀膜玻璃利用磁控溅射技术可以设计制造多层复杂膜系，可在白色玻璃基片上镀出多种颜色，膜层的耐腐蚀和耐磨性能较好，是目前生产和使用最多的技术。真空蒸发镀膜玻璃的品种和质量与磁控溅射镀膜玻璃相比均存在一定差距，已逐步被真空溅射法取代。化学气相沉积法是在浮法玻璃生产线上通入反应气体在灼热的玻璃表面分解，均匀地沉积在玻璃表面形成镀膜玻璃的技术。该方法的设备投入少、易调控，产品成本低、化学稳定性好、可热加工，是目前最有发展前途的生产方法之一。溶胶-凝胶法生产镀膜玻璃工艺简单，稳定性好，不足之处是产品光透射比太高，装饰性较差。

磁控溅射法是目前世界范围内应用最多、工艺最稳定、性能最好(辐射率E值≤0.12)、品种最丰富、能源需求相对较低的镀膜玻璃生产工艺。由于这种生产工艺不需要与浮法玻璃生产线捆绑在一起使用，即可以将浮法玻璃生产与玻璃镀膜工艺分开进行，有效的降低了玻璃深加工企业重复建设浮法玻璃生产线、减少了二氧化碳排放量及相关的能源消耗。

磁控溅射镀膜的原理是在被溅射的靶极(阴极)与阳极之间加一个正交磁场和电场，在高真空室中充入所需要的惰性气体(通常为Ar气)，永久磁铁在靶材料表面形成250～350高斯的磁场，同高压电场组成正交电磁场。在电场的作用下，氩气电离成正离子和电子，在靶上加有一定的负高压，从靶极发出的电子受磁场的作用与工作气体的电离几率增大，在阴极附近形成高密度的等离子体，Ar离子在洛仑兹力的作用下加速飞向靶面，以很高的速度轰击靶面，靶上被溅射出来的原子以较高的动能脱离靶面飞向玻璃基片并淀积成膜。

目前对金色镀膜玻璃的生产研究众多，但市场上的金色低辐射镀膜玻璃一般为单银或双银低辐射镀膜玻璃，同等同见光透过率的情况下，无法达到低遮阳系数的要求。尤其是，市场的金色三银透过色一般色调很重，有的很绿或者很黄(为了正面的金色调忽略了透过色调)，从室内往外看时，室外颜色变化大，无法达到中性、自然的效果。

因此，亟需提供一种金色三银低辐射镀膜玻璃以解决上述技术缺陷。

申请内容

本发明的目的之一在于，提供一种金色三银低辐射镀膜玻璃，有效改善透过色，避免透过色的色调过重，使透过色更加中性，柔和不失真，使得金色三银低辐射镀膜玻璃的室内观感更加舒适，且遮阳系数较低，有效提高金色三银低辐射镀膜玻璃的节能特性。

本发明的另一目的在于，提供一种上述的金色三银低辐射镀膜玻璃的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种金色三银低辐射镀膜玻璃，包括玻璃基片及设于所述玻璃基片表面的膜层结构，所述膜层结构自所述玻璃基片向外包括第一银层、第二银层和第三银层，且所述第一银层、所述第二银层和所述第三银层中至少一者的表面设有铜合金层。

较佳地，所述铜合金层包括铜且至少含镍、钛、铬中的一种或多种，如铜合金层可为但不限于铜镍合金、铜镍钛合金、铜镍铬合金。

较佳地，所述第一银层、所述第二银层和所述第三银层的厚度之和大于等于35nm，可达到优异的节能特性。

较佳地，所述膜层结构自所述玻璃基片向外包括第一复合介质层、所述第一银层、第一保护层、第二复合介质层、所述第二银层、第二保护层、第三复合介质层、所述第三银层、第三保护层、第四复合介质层，其中于所述第一银层和所述第一保护层之间、所述第二银层和所述第二保护层之间、及所述第三银层和所述第三保护层之间中的至少一者设有铜合金层。

具体地，所述膜层结构自所述玻璃基片向外包括第一复合介质层、所述第一银层、第一铜合金层、第一保护层、第二复合介质层、所述第二银层、第二铜合金层、第二保护层、第三复合介质层、所述第三银层、第三铜合金层、第三保护层、第四复合介质层。

优选地，第一复合介质层包括氮化硅层、氧化锌层，其中，氮化硅层的厚度为10～30nm，氧化锌层的厚度为5～20nm；第一银层的厚度为8～20nm；第一铜合金层的厚度为0～10nm；第一保护层的厚度为0～5nm；第二复合介质层包括AZO层、氮化硅层、氧化锌锡层和氧化锌层，其中，AZO层的厚度为5～10nm、氮化硅层的厚度为20～40nm、氧化锌锡层的厚度为40～90nm和氧化锌层的厚度为40～90nm；第二银层的厚度为8～20nm；第二铜合金层的厚度为0～10nm；第二保护层的厚度为0～5nm；第三复合介质层包括AZO层、氮化硅层、氧化锌锡层和氧化锌层，其中，AZO层的厚度为5～10nm、氮化硅层的厚度为20～40nm、氧化锌锡层的厚度为40～90nm和氧化锌层的厚度为40～90nm；所述第三银层的厚度为8～20nm；第三铜合金层的厚度为0～10nm，优选为2-7nm；第三保护层的厚度为0～10nm；第四复合介质层包括AZO层、氮化硅层，其中，AZO层的厚度为5～10nm，氮化硅层的厚度为20～60nm。

优选地，所述膜层结构自所述玻璃基片向外包括第一复合介质层、所述第一银层、第二复合介质层、所述第二银层、第二铜合金层、第二保护层、第三复合介质层、所述第三银层、第三保护层、第四复合介质层，其中所述第二复合介质层自所述第一银层向外依次包括AZO层、氮化硅层、氧化锌锡层和氧化锌层。其中，第一保护层、第二保护层和第三保护层主要用于保护银层，增加膜层的抗氧化性能。当所述第一保护层、所述第二保护层和所述第三保护层均为镍铬材质制备时，由于镍铬层对可见光透过率影响较大，在加入铜合金层后，根据对可见光透过率需要，去掉镍铬保护层，由于AZO膜层较为致密，可于复合介质层加入AZO层进行保护。

更具体地，所述第一保护层、所述第二保护层和所述第三保护层均为镍铬材质制备。

本发明还提供了一种金色三银低辐射镀膜玻璃的制备方法，采用真空磁控溅射镀膜技术实现，包括以下步骤：

将第一银层、第二银层和第三银层分别沉积于膜层结构的相应位置，

将所述第一银层、所述第二银层和所述第三银层中至少一者的表面沉积铜合金层。

与现有技术相比，本发明的金色三银低辐射镀膜玻璃，具有较低的遮阳系数，具有优异的节能特性，室外反射色为金色，借助铜合金层的引入，保证正侧面颜色的一致性，并改善透过色，透过色调为中性色，避免了透过色的色调过重，使得金色三银低辐射镀膜玻璃的室内观感更加舒适，既能保证外观为高档的黄金色调，同时室内反射低，更加柔和不失真，能够提升用户使用感受。

附图说明

图1为本发明的金色三银低辐射镀膜玻璃实施例1的结构示意图。

图2为本发明的金色三银低辐射镀膜玻璃实施例2的结构示意图。

图3为本发明的金色三银低辐射镀膜玻璃实施例4的结构示意图。

图4为本发明的金色三银低辐射镀膜玻璃实施例5的结构示意图。

图5为本发明的金色三银低辐射镀膜玻璃实施例6的结构示意图。

具体实施方式

为了详细说明本发明的技术内容、构造特征，以下结合实施方式并配合附图作进一步说明。

实施例1

本发明的金色三银低辐射镀膜玻璃100，如图1所示，包括玻璃基片110及设于玻璃基片110表面的膜层结构，膜层结构自玻璃基片110向外包括第一复合介质层111、第一银层112、第一铜合金层113、第一保护层114、第二复合介质层115、第二银层116、第二铜合金层117、第二保护层118、第三复合介质层119、第三银层120、第三铜合金层121、第三保护层122、第四复合介质层123。

其中，第一复合介质层111包括氮化硅层1111、氧化锌层1112，氮化硅层1111的厚度为10nm，氧化锌层1112的厚度为15nm；第一银层112的厚度为15nm；第一铜合金层113采用铜镍钛合金层，铜镍钛比为7:2:1，其厚度为4nm；第一保护层114的厚度为2nm；第二复合介质层115包括AZO层1151、氮化硅层1152、氧化锌锡层1153和氧化锌层1154，其中，AZO层1151的厚度为5nm、氮化硅层1152的厚度为30nm、氧化锌锡层1153的厚度为40nm和氧化锌层1154的厚度为40nm；第二银层116的厚度为16nm；第二铜合金层117采用铜镍合金层，铜镍比为8:2，其厚度为5nm；第二保护层118的厚度为4nm；第三复合介质层119包括AZO层1191、氮化硅层1192、氧化锌锡层1193和氧化锌层1194，AZO层1191的厚度为8nm、氮化硅层1192的厚度为24nm、氧化锌锡层1193的厚度为50nm和氧化锌层1194的厚度为40nm；第三银层120的厚度为18nm；第三铜合金层121采用铜镍铬合金层，铜镍铬比为8:1:1，其厚度为2nm；第三保护层122的厚度为3nm；第四复合介质层123包括AZO层1231、氮化硅层1232，AZO层1231的厚度为8nm，氮化硅层1232的厚度为30nm。第一保护层114、第二保护层118和第三保护层122均为镍铬材质制备。

本发明的金色三银低辐射镀膜玻璃的制备方法，采用真空磁控溅射镀膜技术实现，玻璃基片清洗干燥后，进行预真空过渡，然后进行以下步骤：

(1)于玻璃基片表面依次溅射氮化硅层和氧化锌层形成第一复合介质层，氮化硅层的溅射气氛为氩：氮＝1000:700sccm，氧化锌层的溅射气氛为氩：氧＝500:1000sccm；

(2)于氧化锌层表面依次溅射第一银层、第一铜合金层、第一保护层，其均于氩氛围中溅射，氩＝1500sccm；

(3)于第一保护层表面依次溅射AZO层、氮化硅层、氧化锌锡层和氧化锌层以形成第二复合介质层，AZO层的溅射气氛为氩＝1500sccm、氮化硅层的溅射气氛为氩：氮＝1000:900sccm、氧化锌锡层和氧化锌层的溅射气氛为氩：氧＝500:1000sccm；

(4)于氧化锌层表面依次溅射第二银层、第二铜合金层、第二保护层，第二银层，第二铜合金层，第二保护层，其均于氩氛围中溅射，氩＝1500sccm；

(5)于第二保护层表面依次溅射AZO层、氮化硅层、氧化锌锡层和氧化锌层以形成第三复合介质层，AZO层的溅射气氛为氩＝1500sccm，氮化硅层的溅射气氛为氩：氮＝1000:700sccm，氧化锌锡层和氧化锌层的溅射气氛为氩：氧＝500:1000sccm；

(6)于氧化锌层表面依次溅射第三银层、第三铜合金层、第三保护层，其均于氩氛围中溅射，氩＝1500sccm；

(7)于第三保护层表面依次溅射AZO层、氮化硅层以形成第四复合介质层，AZO层的溅射气氛为氩＝1500sccm，氮化硅层的溅射气氛为氩：氮＝1000:700sccm。

实施例2

本发明的金色三银低辐射镀膜玻璃200，如图2所示，包括玻璃基片210及设于玻璃基片210表面的膜层结构，膜层结构自玻璃基片210向外包括第一复合介质层211、第一银层212、第二复合介质层213、第二银层214、第二铜合金层215、第二保护层216、第三复合介质层217、第三银层218、第三保护层219、第四复合介质层220。

其中，第一复合介质层211包括氮化硅层2111、氧化锌层2112，氮化硅层2111的厚度为15nm，氧化锌层2112的厚度为10nm；第一银层212的厚度为13nm；第二复合介质层213包括AZO层2131、氮化硅层2132、氧化锌锡层2133和氧化锌层2134，其中，AZO层2131的厚度为5nm、氮化硅层2132的厚度为20nm、氧化锌锡层2133的厚度为30nm和氧化锌层2134的厚度为30nm；第二银层214的厚度为12nm；第二铜合金层215采用铜镍合金层，铜镍比为8:2，其厚度为5nm；第二保护层216的厚度为1nm；第三复合介质层217包括氮化硅层2171、氧化锌锡层2172和氧化锌层2173，氮化硅层2171的厚度为40nm、氧化锌锡层2172的厚度为40nm和氧化锌层2173的厚度为40nm；第三银层218的厚度为15nm；第三保护层219的厚度为1nm；第四复合介质层220包括AZO层2201、氮化硅层2202，AZO层2201的厚度为5nm，氮化硅层2202的厚度为35nm。第二保护层216和第三保护层219均为镍铬材质制备。

该实施例的制备方法与实施例1相同，在此不详细说明。

实施例3

实施例3与实施例2基本相同，不同点在于，实施例3中第二铜合金层采用铜镍钛合金层，铜镍钛比为7:2:1，其厚度为5nm；而实施例2中第二铜合金层采用铜镍合金层，铜镍比为8:2，其厚度为5nm。

实施例4

本发明的金色三银低辐射镀膜玻璃，如图3所示，包括玻璃基片410及设于玻璃基片410表面的膜层结构，膜层结构自玻璃基片410向外包括第一复合介质层411、第一银层412、第二复合介质层413、第二银层414、第二铜合金层415、第二保护层416、第三复合介质层417、第三银层418、第三铜合金层419、第三保护层420、第四复合介质层421。

其中，第一复合介质层411包括氮化硅层4111、氧化锌层4112，氮化硅层4111的厚度为20nm，氧化锌层4112的厚度为10nm；第一银层412的厚度为10nm；第二复合介质层413包括AZO层4131、氮化硅层4132、氧化锌锡层4133和氧化锌层4134，其中，AZO层4131的厚度为5nm、氮化硅层4132的厚度为20nm、氧化锌锡层4133的厚度为40nm和氧化锌层4134的厚度为40nm；第二银层414的厚度为15nm；第二铜合金层415采用铜镍钛合金层，铜镍钛比为7:2:1，其厚度为5nm；第二保护层416的厚度为1nm；第三复合介质层417包括氮化硅层4171、氧化锌锡层4172和氧化锌层4173，氮化硅层4171的厚度为30nm、氧化锌锡层4172的厚度为35nm和氧化锌层4173的厚度为35nm；第三银层418的厚度为17nm；第三铜合金层419采用铜镍钛合金层，铜镍钛比为7:2:1，其厚度为2nm；第三保护层420的厚度为1nm；第四复合介质层421包括AZO层4211、氮化硅层4212，AZO层4211的厚度为5nm，氮化硅层4212的厚度为38nm。第二保护层416和第三保护层420均为镍铬材质制备。

该实施例的制备方法与实施例1相同，在此不详细说明。

实施例5

本发明的金色三银低辐射镀膜玻璃，如图4所示，包括玻璃基片510及设于玻璃基片510表面的膜层结构，膜层结构自玻璃基片510向外包括第一复合介质层511、第一银层512、第二复合介质层513、第二银层514、第二铜合金层515、第二保护层516、第三复合介质层517、第三银层518、第三保护层519、第四复合介质层520。

其中，第一复合介质层511包括氮化硅层5111、氧化锌层5112，氮化硅层5111的厚度为20nm，氧化锌层5112的厚度为10nm；第一银层512的厚度为10nm；第二复合介质层513包括AZO层5131、氮化硅层5132、氧化锌锡层5133和氧化锌层5134，其中，AZO层5131的厚度为5nm、氮化硅层5132的厚度为20nm、氧化锌锡层5133的厚度为40nm和氧化锌层5134的厚度为40nm；第二银层514的厚度为15nm；第二铜合金层515采用铜镍钛合金层，铜镍钛比为7:2:1，其厚度为7nm；第二保护层516的厚度为1nm；第三复合介质层517包括氮化硅层5171、氧化锌锡层5172和氧化锌层5173，氮化硅层5171的厚度为30nm、氧化锌锡层5172的厚度为35nm和氧化锌层5173的厚度为35nm；第三银层518的厚度为17nm；第三保护层519的厚度为1nm；第四复合介质层520包括AZO层5201、氮化硅层5202，AZO层5201的厚度为5nm，氮化硅层5202的厚度为38nm。第二保护层516和第三保护层519均为镍铬材质制备。

该实施例的制备方法与实施例1相同，在此不详细说明。

实施例6

本发明的金色三银低辐射镀膜玻璃，如图5所示，包括玻璃基片610及设于玻璃基片610表面的膜层结构，膜层结构自玻璃基片610向外包括第一复合介质层611、第一银层612、第二复合介质层613、第二银层614、第二保护层615、第三复合介质层616、第三银层617、第三铜合金层618、第三保护层619、第四复合介质层620。

其中，第一复合介质层611包括氮化硅层6111、氧化锌层6112，氮化硅层6111的厚度为20nm，氧化锌层6112的厚度为10nm；第一银层612的厚度为10nm；第二复合介质层613包括AZO层6131、氮化硅层6132、氧化锌锡层6133和氧化锌层6134，其中，AZO层6131的厚度为5nm、氮化硅层6132的厚度为20nm、氧化锌锡层6133的厚度为40nm和氧化锌层6134的厚度为40nm；第二银层614的厚度为15nm；第二保护层615的厚度为1nm；第三复合介质层616包括氮化硅层6161、氧化锌锡层6162和氧化锌层6163，氮化硅层6161的厚度为30nm、氧化锌锡层6162的厚度为35nm和氧化锌层6163的厚度为35nm；第三银层617的厚度为17nm；第三铜合金层618采用铜镍钛合金层，铜镍钛比为7:2:1，其厚度为7nm；第三保护层619的厚度为1nm；第四复合介质层620包括AZO层6201、氮化硅层6202，AZO层6201的厚度为5nm，氮化硅层6202的厚度为38nm。第二保护层614和第三保护层619均为镍铬材质制备。

该实施例的制备方法与实施例1相同，在此不详细说明。

对比例1

本对比例的金色三银低辐射镀膜玻璃，包括玻璃基片及设于所述玻璃基片表面的膜层结构，所述膜层结构自所述玻璃基片向外包括第一复合介质层、第一银层、第二复合介质层、所述第二银层、第二保护层、第三复合介质层、所述第三银层、第四复合介质层。

其余与实施例2均相同。

将上述实施例1-6和对比例1中的单片金色低辐射镀膜玻璃制成结构为6-金色低辐射镀膜玻璃(glass)+12-Air+6-glass(白玻)的中空玻璃并进行产品颜色试验和热学性能测试。

其中，按照GB/T2680-94《建筑玻璃可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线投射比及有关窗玻璃参数的测定》和GB/T18915.2-2002《镀膜玻璃第2部分：低辐射镀膜玻璃》标准进行产品颜色试验，测定结果如表1所示。

按照中国JGJ151标准进行热学性能测试，测定结果如表2所示。

表1产品颜色测试结果

由表1数据可得，本发明金色三银产品的玻面正面颜色为a*＝3～15，b*＝15～40，且玻面正面颜色中的b*与60度小角度颜色的b*相差不超过10，可使玻璃在室外面呈现不同角度一致的金色效果。尤其是，实施例1-6中玻面正面颜色与60度小角度颜色的b*变化幅度小于10，保证正侧面颜色的一致性，保证产品不会产生不同观看角度颜色差别很大，对比例1的b*变化幅度为19，不同观察角度颜色变化太大，只有正面呈现金色，没有整体呈现金色的效果。

实施例2和实施例3相比，实施例2中第二铜合金层采用铜镍合金层，铜镍比为8:2，其厚度为5nm，其玻面正面颜色与60度小角度颜色的b*变化幅度为8.5，实施例3中第二铜合金层采用铜镍钛合金层，铜镍钛比为7:2:1，其厚度为5nm，其玻面正面颜色与60度小角度颜色的b*变化幅度为3，变化幅度更小，对整体呈现金色的一致性有进一步改善。

实施例4-6相比，实施例4铜合金层进行了分开设置，其透过颜色a*为-1.5，b*为1.6，避免了透过色的色调过重，使得金色三银低辐射镀膜玻璃的从室内往室外观看成时更加接近自然色调。实施例5铜合金层未进行分开设置，其透过颜色a*为-3.5，b*为-5.4，实施例6其透过颜色a*为-4，b*为-6，透过色显蓝绿，从室内往室外观看时，使室外物体颜色失真。

表2产品热学性能测试结果

试验组	热传系数k	遮阳系数SC
			实施例1	1.66	0.25
实施例2	1.65	0.25
			实施例3	1.67	0.25
实施例4	1.66	0.25
			实施例5	1.65	0.25
实施例6	1.66	0.25
			对比例1	1.69	0.28

由表2数据可得，实施例1-6产品中得到的遮阳系数较对比例1的遮阳系数小，可见本申请的金色三银低辐射镀膜玻璃具有优异的节能特性。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，均属于本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种金色三银低辐射镀膜玻璃，包括玻璃基片及设于所述玻璃基片表面的膜层结构，其特征在于，所述膜层结构自所述玻璃基片向外包括第一复合介质层、第一银层、第一保护层、第二复合介质层、第二银层、第二保护层、第三复合介质层、第三银层、第三保护层、第四复合介质层，其中于所述第一银层和所述第一保护层之间、所述第二银层和所述第二保护层之间、及所述第三银层和所述第三保护层之间中的至少一者设有铜合金层，所述铜合金层为铜镍钛合金层，铜镍钛比为7:2:1。

2.如权利要求1所述的金色三银低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述第一银层、所述第二银层和所述第三银层的厚度之和大于等于35nm。

3.如权利要求1所述的金色三银低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述膜层结构自所述玻璃基片向外包括第一复合介质层、所述第一银层、第一铜合金层、第一保护层、第二复合介质层、所述第二银层、第二铜合金层、第二保护层、第三复合介质层、所述第三银层、第三铜合金层、第三保护层、第四复合介质层。

4.如权利要求1所述的金色三银低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述膜层结构自所述玻璃基片向外包括第一复合介质层、所述第一银层、第二复合介质层、所述第二银层、第二铜合金层、第二保护层、第三复合介质层、所述第三银层、第三保护层、第四复合介质层，其中所述第二复合介质层自所述第一银层向外依次包括AZO层、氮化硅层、氧化锌锡层和氧化锌层。

5.如权利要求4所述的金色三银低辐射镀膜玻璃，其特征在于，所述第一保护层、所述第二保护层和所述第三保护层均为镍铬材质制备。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的金色三银低辐射镀膜玻璃的制备方法，采用真空磁控溅射镀膜技术实现，其特征在于，包括以下步骤：

将第一银层、第二银层和第三银层分别沉积于膜层结构的相应位置，

将所述第一银层、所述第二银层和所述第三银层中至少一者的表面沉积铜合金层。

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