JP2000323310A - 希土類含有永久磁石 - Google Patents
希土類含有永久磁石Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
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- H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/047—Alloys characterised by their composition
- H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
- H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
- H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の使用限界温度を向上
させることが可能な希土類含有永久磁石を提供するこ
と。 【解決手段】 Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石に、Ｔｂと、Ｖ，
Ｃｒ，Ｍｎ，Ｚｎ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｃｕのう
ち少なくとも１種類以上の元素を同時に含有させる構成
とする。
させることが可能な希土類含有永久磁石を提供するこ
と。 【解決手段】 Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石に、Ｔｂと、Ｖ，
Ｃｒ，Ｍｎ，Ｚｎ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｃｕのう
ち少なくとも１種類以上の元素を同時に含有させる構成
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁石材料に関する
ものであり、特に、耐熱性を重要視される電気自動車又
はハイブリッド電気自動車の駆動用モータに使用される
永久磁石にとって重要である。
ものであり、特に、耐熱性を重要視される電気自動車又
はハイブリッド電気自動車の駆動用モータに使用される
永久磁石にとって重要である。
【０００２】
【従来の技術】永久磁石同期モータは、高効率、高出力
密度の点から電気自動車又はハイブリッド電気自動車の
駆動用モータとして注目され、これを用いた電気自動車
が多数開発されている。
密度の点から電気自動車又はハイブリッド電気自動車の
駆動用モータとして注目され、これを用いた電気自動車
が多数開発されている。
【０００３】永久磁石同期モータの出力は内部の永久磁
石材料の特性に直接依存するため、実用上、単位体積当
たりのエネルギー積の最も大きなＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石
が採用されるケースが多い。また、モータはその構成
上、コイルに電流を流して磁界を発生させ、その磁界と
永久磁石の吸引を利用して回転力を得るため、モータ動
作に伴って、コイルから熱が発生する。さらに高回転数
領域においては、高周波数での励磁電流がコイルを流れ
るために、磁石表面での渦電流損失や鉄心材料の鉄損が
著しく増加し、モータの温度を上昇させる大きな原因と
なっている。
石材料の特性に直接依存するため、実用上、単位体積当
たりのエネルギー積の最も大きなＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石
が採用されるケースが多い。また、モータはその構成
上、コイルに電流を流して磁界を発生させ、その磁界と
永久磁石の吸引を利用して回転力を得るため、モータ動
作に伴って、コイルから熱が発生する。さらに高回転数
領域においては、高周波数での励磁電流がコイルを流れ
るために、磁石表面での渦電流損失や鉄心材料の鉄損が
著しく増加し、モータの温度を上昇させる大きな原因と
なっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の永久
磁石として用いられているＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石は温度
上昇に伴う保磁力の低下率が大きく、動作中に磁石性能
が損なわれること（減磁）が大きな問題となっている。
減磁を軽減するためには、一般的には磁石の保磁力その
ものを増大させて、高温に至っても十分な保磁力を維持
する目的で、Ｄｙ，Ｃｏなどの添加がなされている。
磁石として用いられているＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石は温度
上昇に伴う保磁力の低下率が大きく、動作中に磁石性能
が損なわれること（減磁）が大きな問題となっている。
減磁を軽減するためには、一般的には磁石の保磁力その
ものを増大させて、高温に至っても十分な保磁力を維持
する目的で、Ｄｙ，Ｃｏなどの添加がなされている。
【０００５】しかしながら、保磁力の温度上昇に伴う低
下率、すなわち保磁力の温度係数は−０．６％／℃程度
と依然として大きいため、本質的には温度係数を改善
（温度係数の絶対値の減少）して、磁石の使用限界温度
を向上させる必要がある。
下率、すなわち保磁力の温度係数は−０．６％／℃程度
と依然として大きいため、本質的には温度係数を改善
（温度係数の絶対値の減少）して、磁石の使用限界温度
を向上させる必要がある。
【０００６】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたものであり、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の保持
力温度係数を改善（温度係数の絶対値の減少）すること
により、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の使用限界温度を向上さ
せることを目的とする。
してなされたものであり、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の保持
力温度係数を改善（温度係数の絶対値の減少）すること
により、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の使用限界温度を向上さ
せることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような目的は、Ｎｄ
−Ｆｅ−Ｂ系磁石にＴｂとＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｚｎ，Ｍ
ｏ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｃｕのうち少なくとも１種類以
上の元素を同時に含有させることによって達成される。
−Ｆｅ−Ｂ系磁石にＴｂとＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｚｎ，Ｍ
ｏ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｃｕのうち少なくとも１種類以
上の元素を同時に含有させることによって達成される。
【０００８】本発明の作用を説明する。本発明の磁石で
は、主相であるＮｄ2 Ｆｅ14Ｂ結晶中にＴｂとＶ，Ｃ
ｒ，Ｍｎ，Ｚｎ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｃｕのうち
少なくとも１種類以上の元素が固溶することにより、結
晶磁気異方性の温度特性が改善されるために、保持力の
温度係数の絶対値が減少し、温度上昇に伴う保持力の減
少度合いを低く抑えられる。これにより、磁石の使用限
界温度が従来に比べて飛躍的に向上し、より高温の状態
でモータを動作させることが可能になる。
は、主相であるＮｄ2 Ｆｅ14Ｂ結晶中にＴｂとＶ，Ｃ
ｒ，Ｍｎ，Ｚｎ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｃｕのうち
少なくとも１種類以上の元素が固溶することにより、結
晶磁気異方性の温度特性が改善されるために、保持力の
温度係数の絶対値が減少し、温度上昇に伴う保持力の減
少度合いを低く抑えられる。これにより、磁石の使用限
界温度が従来に比べて飛躍的に向上し、より高温の状態
でモータを動作させることが可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的構成につい
て詳細に説明する。本発明のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石材料
は、主成分としては公知のＮｄ2 Ｆｅ14Ｂ系化合物であ
り、その保磁力の温度特性改善（保磁力の温度係数の絶
対値の減少）のためにＴｂとＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｚｎ，Ｍ
ｏ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｃｕのうち少なくとも１種類以
上の元素を同時に添加したものである。
て詳細に説明する。本発明のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石材料
は、主成分としては公知のＮｄ2 Ｆｅ14Ｂ系化合物であ
り、その保磁力の温度特性改善（保磁力の温度係数の絶
対値の減少）のためにＴｂとＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｚｎ，Ｍ
ｏ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｃｕのうち少なくとも１種類以
上の元素を同時に添加したものである。
【００１０】これらの磁石材料は、公知の粉末冶金法、
液体急冷法などにより製造され、磁石の限界使用温度が
向上するため、これを用いたモータは、従来より高温の
状態で動作させるとが可能となる。
液体急冷法などにより製造され、磁石の限界使用温度が
向上するため、これを用いたモータは、従来より高温の
状態で動作させるとが可能となる。
【００１１】本発明の磁石材料中のＴｂとＶ，Ｃｒ，Ｍ
ｎ，Ｚｎ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｃｕのうち少なく
とも１種類以上の元素は、その全て又は一部が主相であ
るＮｄ2 Ｆｅ17Ｂ相に固溶し、結晶格子の歪み又は元素
同士の磁気的結合状態を変化させるため、主相の結晶磁
気異方性の温度依存性に影響を与えるものと考えられ
る。これにより、磁石の保磁力は、温度上昇に伴う低下
を低く抑えることができるため、より高温まで磁石を使
用することが可能となる。
ｎ，Ｚｎ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｃｕのうち少なく
とも１種類以上の元素は、その全て又は一部が主相であ
るＮｄ2 Ｆｅ17Ｂ相に固溶し、結晶格子の歪み又は元素
同士の磁気的結合状態を変化させるため、主相の結晶磁
気異方性の温度依存性に影響を与えるものと考えられ
る。これにより、磁石の保磁力は、温度上昇に伴う低下
を低く抑えることができるため、より高温まで磁石を使
用することが可能となる。
【００１２】また、ＴｂとＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｚｎ，Ｍ
ｏ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｃｕのうち少なくとも１種類以
上の元素の含有量と保磁力の温度係数の変化を検討した
結果、Ｔｂは１ａｔ％以上において、また、Ｖ，Ｃｒ，
Ｍｎ，Ｚｎ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｃｕのうち少な
くとも１種類以上の元素の総含有量は０．１ａｔ％以上
において、保磁力の温度係数は、添加前に比べて改善
（温度係数の絶対値の減少）されているが、含有量が増
加するに従って磁石の磁束密度の低下が著しいため、Ｔ
ｂは１ａｔ％〜２ａｔ％、また、Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｚ
ｎ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｃｕのうち少なくとも１
種類以上の元素の総含有量は０．１ａｔ％〜５ａｔ％が
好ましい。
ｏ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｃｕのうち少なくとも１種類以
上の元素の含有量と保磁力の温度係数の変化を検討した
結果、Ｔｂは１ａｔ％以上において、また、Ｖ，Ｃｒ，
Ｍｎ，Ｚｎ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｃｕのうち少な
くとも１種類以上の元素の総含有量は０．１ａｔ％以上
において、保磁力の温度係数は、添加前に比べて改善
（温度係数の絶対値の減少）されているが、含有量が増
加するに従って磁石の磁束密度の低下が著しいため、Ｔ
ｂは１ａｔ％〜２ａｔ％、また、Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｚ
ｎ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｃｕのうち少なくとも１
種類以上の元素の総含有量は０．１ａｔ％〜５ａｔ％が
好ましい。
【００１３】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発
明をさらに詳細に説明する。
明をさらに詳細に説明する。
【００１４】（実施例１）粉末冶金法にて製造した種々
の焼結磁石における保磁力の温度係数を表１に示した。
それぞれの磁石の元素組成は、Ｎｄ15-xＴｂx Ｆｅ77-y
ＭY Ｂ8 において、ｘとｙを変化させたものである。こ
こでＭは、Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｚｎ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｚｒ，
Ｈｆ，Ｃｕのうち少なくとも１種類以上の元素を示して
いる。
の焼結磁石における保磁力の温度係数を表１に示した。
それぞれの磁石の元素組成は、Ｎｄ15-xＴｂx Ｆｅ77-y
ＭY Ｂ8 において、ｘとｙを変化させたものである。こ
こでＭは、Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｚｎ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｚｒ，
Ｈｆ，Ｃｕのうち少なくとも１種類以上の元素を示して
いる。
【００１５】所定の割合に秤量された各金属を高周波溶
解し、ジョークラッシャ、ブラウンミル、ジェットミル
により平均粒径３〜５ｕｍに粉砕した合金粉末を２０ｋ
Ｏｅの磁場中でプレス圧１〜３ｋｇｆ／ｃｍ2 でプレス
して圧粉体を形成した。これらの圧粉体を真空中にて１
０７５℃前後で２ｈ焼結後、５５０℃前後１ｈの熱処理
をした。
解し、ジョークラッシャ、ブラウンミル、ジェットミル
により平均粒径３〜５ｕｍに粉砕した合金粉末を２０ｋ
Ｏｅの磁場中でプレス圧１〜３ｋｇｆ／ｃｍ2 でプレス
して圧粉体を形成した。これらの圧粉体を真空中にて１
０７５℃前後で２ｈ焼結後、５５０℃前後１ｈの熱処理
をした。
【００１６】また、表１中の温度係数の比較は、１００
℃〜２００℃の範囲の平均値であるが、１００℃以下に
おいても、温度係数は、ほぼ同様の傾向を示している。
℃〜２００℃の範囲の平均値であるが、１００℃以下に
おいても、温度係数は、ほぼ同様の傾向を示している。
【００１７】
【表１】
【００１８】表１の結果から、ＴｂとＭを同時に各１ａ
ｔ％〜２０ａｔ％、０．１ａｔ％〜５ａｔ％含有させる
ことにより、保磁力温度係数が著しく減少することが確
認できる。
ｔ％〜２０ａｔ％、０．１ａｔ％〜５ａｔ％含有させる
ことにより、保磁力温度係数が著しく減少することが確
認できる。
【００１９】また、Ｎｏ．７，８はＴｂとＭを同時に添
加するが、その添加量が、それぞれ２０ａｔ％又は５ａ
ｔ％以上の試料である。温度係数の改善は確認できる
が、合わせて磁石の磁束密度が低下し、最大エネルギー
積の低下が顕著であり、実用上、好ましくない。
加するが、その添加量が、それぞれ２０ａｔ％又は５ａ
ｔ％以上の試料である。温度係数の改善は確認できる
が、合わせて磁石の磁束密度が低下し、最大エネルギー
積の低下が顕著であり、実用上、好ましくない。
【００２０】（実施例２）液体急冷法により得られた種
々の磁石粉末における保磁力の温度係数を表２に示し
た。それぞれの磁石粉末の元素組成は、Ｎｄ9-x Ｔｂx
Ｆｅ76-yＣｏ8 ＭyＢ7 において、ｘとｙを変化させた
ものである。
々の磁石粉末における保磁力の温度係数を表２に示し
た。それぞれの磁石粉末の元素組成は、Ｎｄ9-x Ｔｂx
Ｆｅ76-yＣｏ8 ＭyＢ7 において、ｘとｙを変化させた
ものである。
【００２１】所定の割合に秤量された各金属を高周波溶
解し、得られた合金を５ｍｍ前後に粉砕した合金チップ
を得た。得られた合金チップは再び高周波溶解され、Ａ
ｒガス雰囲気中で周速度２５ｍ／ｓの回転ロールに吹き
付けて薄帯を作製した。
解し、得られた合金を５ｍｍ前後に粉砕した合金チップ
を得た。得られた合金チップは再び高周波溶解され、Ａ
ｒガス雰囲気中で周速度２５ｍ／ｓの回転ロールに吹き
付けて薄帯を作製した。
【００２２】また、表２中の温度係数の比較は、１００
℃〜２００℃の範囲の平均値であるが、１００℃以下に
おいても、温度係数は、ほぼ同様の傾向を示している。
℃〜２００℃の範囲の平均値であるが、１００℃以下に
おいても、温度係数は、ほぼ同様の傾向を示している。
【００２３】
【表２】
【００２４】表２の結果から、急冷薄帯においてもＴｂ
とＭを同時に添加することにより、保磁力温度係数が著
しく減少することが確認できる。これらの薄帯は、必要
に応じて熱処理してもよく、得られた粉末を樹脂で成形
したボンド磁石としてモータ等に利用することができ
る。
とＭを同時に添加することにより、保磁力温度係数が著
しく減少することが確認できる。これらの薄帯は、必要
に応じて熱処理してもよく、得られた粉末を樹脂で成形
したボンド磁石としてモータ等に利用することができ
る。
【００２５】また、Ｎｏ．７，８はＴｂとＭを同時に添
加するが、Ｍの添加量が５ａｔ％以上の試料である。温
度係数の改善は確認できるが、合わせて磁石の磁束密度
が低下し、最大エネルギー積の低下が顕著であるため、
実用的とは言えない。
加するが、Ｍの添加量が５ａｔ％以上の試料である。温
度係数の改善は確認できるが、合わせて磁石の磁束密度
が低下し、最大エネルギー積の低下が顕著であるため、
実用的とは言えない。
【００２６】
【発明の効果】本発明の磁石材料には、保磁力の温度上
昇に伴う減少度合いが小さく、従来のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系
磁石に比べて、使用限界温度が飛躍的に向上する。従っ
て、これらを電気自動車又はハイブリッド電気自動車の
駆動用モータに使用することにより、高温環境下でのモ
ータ動作が可能になり、また、モータ駆動の連続運転時
間が向上する。
昇に伴う減少度合いが小さく、従来のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系
磁石に比べて、使用限界温度が飛躍的に向上する。従っ
て、これらを電気自動車又はハイブリッド電気自動車の
駆動用モータに使用することにより、高温環境下でのモ
ータ動作が可能になり、また、モータ駆動の連続運転時
間が向上する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２２Ｆ 3/02 Ｈ０１Ｆ 1/04 Ｈ 9/04 Ｂ２２Ｆ 3/00 Ｆ Ｃ２１Ｄ 6/00 3/02 Ｒ Ｆターム(参考） 4K017 AA04 BA06 BB12 BB13 CA07 DA04 EA03 4K018 AA27 BA18 BD01 CA04 CA11 DA32 FA09 KA45 5E040 AA04 AA19 BD01 CA01 CA20 NN01
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｎｄ，Ｆｅ，Ｂを主成分とする磁石材料
において、 Ｔｂ及びＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｚｎ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈ
ｆ，Ｃｕのうち少なくとも１種類以上の元素を同時に添
加したことを特徴とする希土類含有永久磁石。 - 【請求項２】 請求項１に記載の希土類含有永久磁石に
おいて、 Ｔｂの含有量が１ａｔ％から２０ａｔ％であることを特
徴とする希土類含有永久磁石。 - 【請求項３】 請求項１に記載の希土類含有永久磁石に
おいて、 Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｚｎ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｃｕ
のうち少なくとも１種類以上の元素の総含有量が０．１
ａｔ％から５ａｔ％であることを特徴とする希土類含有
永久磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11126128A JP2000323310A (ja) | 1999-05-06 | 1999-05-06 | 希土類含有永久磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11126128A JP2000323310A (ja) | 1999-05-06 | 1999-05-06 | 希土類含有永久磁石 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000323310A true JP2000323310A (ja) | 2000-11-24 |
Family
ID=14927367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11126128A Pending JP2000323310A (ja) | 1999-05-06 | 1999-05-06 | 希土類含有永久磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000323310A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006278990A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Tdk Corp | 希土類永久磁石 |
| JP2009302318A (ja) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Hitachi Metals Ltd | ＲＬ−ＲＨ−Ｔ−Ｍｎ−Ｂ系焼結磁石 |
| JP2012525454A (ja) * | 2009-04-30 | 2012-10-22 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 金属不純物を分離する方法 |
| JP7408921B2 (ja) | 2019-03-27 | 2024-01-09 | Tdk株式会社 | Ｒ－ｔ－ｂ系永久磁石 |
-
1999
- 1999-05-06 JP JP11126128A patent/JP2000323310A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006278990A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Tdk Corp | 希土類永久磁石 |
| JP4529180B2 (ja) * | 2005-03-30 | 2010-08-25 | Ｔｄｋ株式会社 | 希土類永久磁石 |
| JP2009302318A (ja) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Hitachi Metals Ltd | ＲＬ−ＲＨ−Ｔ−Ｍｎ−Ｂ系焼結磁石 |
| JP2012525454A (ja) * | 2009-04-30 | 2012-10-22 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 金属不純物を分離する方法 |
| US9803033B2 (en) | 2009-04-30 | 2017-10-31 | Basf Se | Method for removing metal impurities |
| JP7408921B2 (ja) | 2019-03-27 | 2024-01-09 | Tdk株式会社 | Ｒ－ｔ－ｂ系永久磁石 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
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|
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|
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