JP2020510595A - 低たわみおよび高損傷抵抗性ガラス物品のための非対称応力プロファイル - Google Patents
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Abstract
Description
t/12未満であり、ガラス物品の厚さ(t)はメートルの単位で示される。幾つかの実施形態では、WTは約t/24未満、例えば約t/48未満、約t/240未満、またはそれ未満となる。
によりゼロオフセット濃度を定義することによって、ゼロオフセット濃度プロファイル、ならびに対称濃度成分および反対称濃度成分に関する同じ定義をLi含有ガラスに使用することができる。
57.43モル%のSiO2、16.10モル%のAl2O3、17.05モル%のNa2O、2.81モル%のMgO、0.003モル%のTiO2、0.07モル%のSnO2、および6.54モル%のP2O5の組成を有するガラス物品試料。試料は、平坦な2インチ(5.08cm)×2インチ(5.08cm)の正方形のシートの形態であり、厚さは0.4mm、0.5mm、または0.8mmであった。
63.60モル%のSiO2、15.67モル%のAl2O3、10.81モル%のNa2O、1.16モル%のZnO、6.24モル%のLi2O、0.04モル%のSnO2、および2.48モル%のP2O5の組成を有するガラス物品試料。試料は、平坦な2インチ(5.08cm)×2インチ(5.08cm)の正方形のシートの形態であり、厚さは0.5mmまたは0.8mmであった。
63.60モル%のSiO2、15.67モル%のAl2O3、10.81モル%のNa2O、1.16モル%のZnO、6.24モル%のLi2O、0.04モル%のSnO2、および2.48モル%のP2O5の組成を有するガラス物品試料。試料は、平坦な2インチ(5.08cm)×2インチ(5.08cm)の正方形のシートの形態であり、厚さは0.5mmであった。
63.60モル%のSiO2、15.67モル%のAl2O3、10.81モル%のNa2O、1.16モル%のZnO、6.24モル%のLi2O、0.04モル%のSnO2、および2.48モル%のP2O5の組成を有するガラス物品試料。試料は、平坦な2インチ(5.08cm)×2インチ(5.08cm)の正方形のシートの形態であり、厚さは0.5mmであった。
63.60モル%のSiO2、15.67モル%のAl2O3、10.81モル%のNa2O、1.16モル%のZnO、6.24モル%のLi2O、0.04モル%のSnO2、および2.48モル%のP2O5の組成を有するガラス物品試料。試料は、平坦な2インチ(5.08cm)×2インチ(5.08cm)の正方形のシートの形態であり、厚さは0.5mmであった。
63.76モル%のSiO2、15.05モル%のAl2O3、9.24モル%のNa2O、2.37モル%のB2O3、1.18モル%のZnO、5.88モル%のLi2O、0.05モル%のSnO2、および2.47モル%のP2O5の組成を有するガラス物品試料。試料は、平坦な50mm×50mmの正方形のシートの形態であり、厚さは0.8mmであった。これらの試料に対して3ステップのイオン交換プロセスを行った。
63.76モル%のSiO2、15.05モル%のAl2O3、9.24モル%のNa2O、2.37モル%のB2O3、1.18モル%のZnO、5.88モル%のLi2O、0.05モル%のSnO2、および2.47モル%のP2O5の組成を有するガラス物品試料。試料は、平坦な50mm×50mmの正方形のシートの形態であり、厚さは0.8mmであった。これらの試料に対して3ステップのイオン交換プロセスを行った。
63.76モル%のSiO2、15.05モル%のAl2O3、9.24モル%のNa2O、2.37モル%のB2O3、1.18モル%のZnO、5.88モル%のLi2O、0.05モル%のSnO2、および2.47モル%のP2O5の組成を有するガラス物品試料。試料は、平坦な50mm×50mmの正方形のシートの形態であり、厚さは0.8mmであった。これらの試料に対して3ステップのイオン交換プロセスを行った。
63.76モル%のSiO2、15.05モル%のAl2O3、9.24モル%のNa2O、2.37モル%のB2O3、1.18モル%のZnO、5.88モル%のLi2O、0.05モル%のSnO2、および2.47モル%のP2O5の組成を有するガラス物品試料。試料は、平坦な50mm×50mmの正方形のシートの形態であり、厚さは0.8mmであった。これらの試料に対して3ステップのイオン交換プロセスを行った。
63.76モル%のSiO2、15.05モル%のAl2O3、9.24モル%のNa2O、2.37モル%のB2O3、1.18モル%のZnO、5.88モル%のLi2O、0.05モル%のSnO2、および2.47モル%のP2O5の組成を有するガラス物品試料。試料は、平坦な50mm×50mmの正方形のシートの形態であり、厚さは0.8mmであった。これらの試料に対して3ステップのイオン交換プロセスを行った。
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63.76モル%のSiO2、15.05モル%のAl2O3、9.24モル%のNa2O、2.37モル%のB2O3、1.18モル%のZnO、5.88モル%のLi2O、0.05モル%のSnO2、および2.47モル%のP2O5の組成を有するガラス物品試料。試料は、平坦な50mm×50mmの正方形のシートの形態であり、厚さは0.8mmであった。これらの試料に対して3ステップのイオン交換プロセスを行った。
ガラス物品において:
第1の表面と;
第2の表面と;
前記第1の表面から前記第2の表面まで延在する非対称応力プロファイルと;
少なくとも約0.5mの前記非対称応力プロファイルの反り性能指数(Warpage Figure of Merit)と;
少なくとも約0.05の前記非対称応力プロファイルの非対称性能指数(Asymmetry Figure of Merit)と、
を含むことを特徴とするガラス物品。
ガラス物品において:
第1の表面と;
第2の表面と;
前記第1の表面から前記第2の表面まで延在する非対称応力プロファイルと;
前記ガラス物品の厚さの約12分の1未満の前記非対称応力プロファイルの反り傾向(Warpage Tendency)と;
少なくとも約0.05の前記非対称応力プロファイルの非対称性能指数と、
を含むことを特徴とするガラス物品。
ガラス物品において:
第1の表面と;
第2の表面と;
前記第1の表面から前記第2の表面まで延在する非対称応力プロファイルと;
少なくとも約0.05の前記非対称応力プロファイルの非対称性能指数と、
を含むことを特徴とするガラス物品。
ガラス物品において:
第1の表面と;
第2の表面と;
前記第1の表面から前記第2の表面まで延在する非対称応力プロファイルと;
前記ガラス物品の厚さの約12分の1未満の前記非対称応力プロファイルの反り傾向と、
を含むことを特徴とするガラス物品。
ガラス物品において:
第1の表面と;
第2の表面と;
前記第1の表面から前記第2の表面まで延在する非対称応力プロファイルと;
少なくとも約0.5mの前記非対称応力プロファイルの反り性能指数と、
を含むことを特徴とするガラス物品。
約2モル%〜約20モル%のB2O3をさらに含むことを特徴とする実施形態1〜5のいずれか一項に記載のガラス物品。
50〜75モル%のSiO2;
5〜20モル%のAl2O3;
2〜20モル%のB2O3;
0〜10モル%のP2O5;
6〜25モル%のLi2O+Na2O+K2O;および
0〜15モル%のMgO+CaO+SrO+BaO+ZnO
をさらに含むことを特徴とする実施形態1〜6のいずれか一項に記載のガラス物品。
前記非対称応力プロファイルの前記反り性能指数が少なくとも約1mであることを特徴とする実施形態1〜7のいずれか一項に記載のガラス物品。
前記非対称応力プロファイルの前記反り性能指数が少なくとも約10mであることを特徴とする実施形態1〜8のいずれか一項に記載のガラス物品。
前記非対称応力プロファイルの前記非対称性能指数が少なくとも約0.2であることを特徴とする実施形態1〜9のいずれか一項に記載のガラス物品。
前記非対称応力プロファイルの前記非対称性能指数が少なくとも約0.5であることを特徴とする実施形態1〜10のいずれか一項に記載のガラス物品。
前記第2の表面の下10μmの深さにおいて少なくとも約500MPaの圧縮応力をさらに含むことを特徴とする実施形態1〜12のいずれか一項に記載のガラス物品。
前記第2の表面の下5μmの深さにおいて少なくとも約650MPaの圧縮応力をさらに含むことを特徴とする実施形態1〜12のいずれか一項に記載のガラス物品。
前記第1の表面と前記第2の表面との間の距離の10%の前記第1の表面の下の深さにおいて少なくとも約40MPaの圧縮応力をさらに含むことを特徴とする実施形態1〜13のいずれか一項に記載のガラス物品。
前記第1の表面と前記第2の表面との間の距離の15%の前記第1の表面の下の深さにおいて少なくとも約30MPaの圧縮応力をさらに含むことを特徴とする実施形態1〜14のいずれか一項に記載のガラス物品。
少なくとも約12.5mの曲率半径をさらに含むことを特徴とする実施形態1〜15のいずれか一項に記載のガラス物品。
前記第1の表面から前記ガラス物品中の第1の圧縮深さまで延在する第1の圧縮応力層と;
前記第2の表面から前記ガラス物品中の第2の圧縮深さまで延在する第2の圧縮応力層と;
前記第1の圧縮応力層中の第1の最大圧縮応力と;
前記第2の圧縮応力層中の第2の最大圧縮応力と
をさらに含み、
前記第1の最大圧縮応力と前記第2の最大圧縮応力との比が約1:3以下であることを特徴とする実施形態1〜16のいずれか一項に記載のガラス物品。
前記ガラス物品が約0.3未満の反り抑制因子を有することを特徴とする実施形態1〜17のいずれか一項に記載のガラス物品。
前記第1の表面と前記第2の表面との間の距離が約1mm未満であることを特徴とする実施形態1〜18のいずれか一項に記載のガラス物品。
前記ガラス物品が、前記第1の表面から前記第2の表面まで延在する第2の応力プロファイルを有する領域を含み、前記第2の応力プロファイルが前記非対称応力プロファイルとは異なることを特徴とする実施形態1〜19のいずれか一項に記載のガラス物品。
前記非対称応力プロファイルの非対称性能指数と前記第2の応力プロファイルの非対称性能指数との間の差が少なくとも0.2であることを特徴とする実施形態20に記載のガラス物品。
ガラスセラミックをさらに含むことを特徴とする実施形態1〜21のいずれか一項に記載のガラス物品。
前記ガラス物品が、少なくとも第1の層および第2の層を含む積層構造であり、前記第1の層および第2の層のそれぞれがガラスまたはガラスセラミックを含むことを特徴とする実施形態1〜22のいずれか一項に記載のガラス物品。
消費者向け電子製品において:
前面、裏面、および側面を有するハウジングと;
少なくとも部分的に前記ハウジング内に設けられる電気部品において、少なくともコントローラ、メモリ、およびディスプレイを含み、前記ディスプレイが前記ハウジングの前記前面に設けられる、または前記前面に隣接して設けられる電気部品と;
前記ディスプレイ上に配置されるカバーガラス物品と
を含み、前記ハウジングの一部または前記カバーガラス物品の少なくとも1つが、実施形態1〜23のいずれか一項に記載のガラス物品を含むことを特徴とする消費者向け電子部品。
ガラス物品において:
第1の表面と;
第2の表面と;
前記第1の表面から前記第2の表面まで延在する非対称応力プロファイルと;
前記第1の表面から前記ガラス物品中の第1の圧縮深さまで延在する第1の圧縮応力層と;
前記第2の表面から前記ガラス物品中の第2の圧縮深さまで延在する第2の圧縮応力層と;
反り高さと
を含み、
前記第1の圧縮深さと前記第2の圧縮深さとの比が少なくとも約1.5:1であり、前記反り高さが前記ガラス物品の最大寸法の約1%未満であることを特徴とするガラス物品。
前記第1の圧縮応力層中の第1の最大圧縮応力と;
前記第2の圧縮応力層中の第2の最大圧縮応力と
をさらに含み、
前記第1の最大圧縮応力と前記第2の最大圧縮応力との比が約1:3以下であることを特徴とする実施形態25に記載のガラス物品。
前記第1の圧縮深さと前記第2の圧縮深さとの比が少なくとも約3:1であることを特徴とする実施形態25または26に記載のガラス物品。
前記反り高さが、前記ガラス物品の最大寸法の約0.1%未満であることを特徴とする実施形態25〜27のいずれか一項に記載のガラス物品。
前記ガラス物品が少なくとも約0.2の非対称性能指数を有することを特徴とする実施形態25〜28のいずれか一項に記載のガラス物品。
前記ガラス物品が少なくとも約0.5mの反り性能指数を有することを特徴とする実施形態25〜29のいずれか一項に記載のガラス物品。
前記ガラス物品が約0.3未満の反り抑制因子を有することを特徴とする実施形態25〜30のいずれか一項に記載のガラス物品。
前記第2の表面の下10μmの深さにおいて少なくとも約500MPaの圧縮応力をさらに含むことを特徴とする実施形態25〜31のいずれか一項に記載のガラス物品。
前記第2の表面の下5μmの深さにおいて少なくとも約650MPaの圧縮応力をさらに含むことを特徴とする実施形態25〜32のいずれか一項に記載のガラス物品。
前記第1の表面と前記第2の表面との間の距離の10%の前記第1の表面の下の深さにおいて少なくとも約40MPaの圧縮応力をさらに含むことを特徴とする実施形態25〜33のいずれか一項に記載のガラス物品。
前記第1の表面と前記第2の表面との間の距離の15%の前記第1の表面の下の深さにおいて少なくとも約30MPaの圧縮応力をさらに含むことを特徴とする実施形態25〜34のいずれか一項に記載のガラス物品。
前記第1の表面と前記第2の表面との間の距離が約1mm未満であることを特徴とする実施形態25〜35のいずれか一項に記載のガラス物品。
少なくとも約12.5mの曲率半径をさらに含むことを特徴とする実施形態25〜36のいずれか一項に記載のガラス物品。
ガラスセラミックをさらに含むことを特徴とする実施形態25〜37のいずれか一項に記載のガラス物品。
前記ガラス物品が、少なくとも第1の層および第2の層を含む積層構造であり、前記第1の層および第2の層のそれぞれがガラスまたはガラスセラミックを含むことを特徴とする実施形態25〜38のいずれか一項に記載のガラス物品。
消費者向け電子製品において:
前面、裏面、および側面を有するハウジングと;
少なくとも部分的に前記ハウジング内に設けられる電気部品において、少なくともコントローラ、メモリ、およびディスプレイを含み、前記ディスプレイが、前記ハウジングの前記前面に設けられる、または前記前面に隣接して設けられる電気部品と;
前記ディスプレイ上に配置されるカバーガラス物品と
を含み、前記ハウジングの一部または前記カバーガラス物品の少なくとも1つが、実施形態25〜39のいずれか一項に記載のガラス物品を含むことを特徴とする消費者向け電子製品。
ガラス物品の第1の表面をイオン交換して、前記第1の表面から延在する第1の圧縮応力層を形成するステップと;
前記ガラス物品の第2の表面をイオン交換して、前記第2の表面から延在する第2の圧縮応力層を形成するステップと
を含み、
前記第1の圧縮応力層および前記第2の圧縮応力層を含む前記ガラス物品が、少なくとも約0.5mの反り性能指数、および少なくとも約0.05の非対称性能指数を含むことを特徴とする方法。
前記ガラス物品を熱処理するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態41に記載の方法。
前記第1の圧縮応力層と前記第2の圧縮応力層とが同時に形成されることを特徴とする実施形態41または42に記載の方法。
前記第2の表面をイオン交換するステップの前に、前記ガラス物品の前記第1の表面に障壁層を形成するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態41〜43のいずれか一項に記載の方法。
前記障壁層を形成するステップが、前記第1の表面をCu、Ca、Mg、Zn、およびTiのイオンの少なくとも1つでイオン交換するステップを含むことを特徴とする実施形態44に記載の方法。
前記障壁層が1μm未満の深さを有することを特徴とする実施形態44または45に記載の方法。
前記障壁層を前記ガラス物品から除去するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態44〜46のいずれか一項に記載の方法。
前記ガラス物品をイオン交換するステップの前に、前記ガラス物品を熱処理して湾曲したガラス物品を形成するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態41〜47のいずれか一項に記載の方法。
ガラス物品の第1の表面の少なくとも一部の上に塩を配置するステップと;
前記ガラス物品および塩をイオン交換温度まで加熱することによって、前記ガラス物品をイオン交換して、非対称応力プロファイルを有するガラス物品を形成するステップと
を含み、
前記塩が、前記イオン交換温度において固体である固体成分を含むことを特徴とする方法。
前記塩が、前記イオン交換温度において液体である液体成分をさらに含むことを特徴とする実施形態49に記載の方法。
前記固体成分が硫酸アルカリおよびリン酸アルカリの少なくとも1つを含むことを特徴とする実施形態49または50に記載の方法。
前記固体成分が、リン酸三カリウム、リン酸三ナトリウム、硫酸カリウム、および硫酸ナトリウムの少なくとも1つを含むことを特徴とする実施形態49〜51のいずれか一項に記載の方法。
前記液体成分が少なくとも1つの硝酸アルカリを含むことを特徴とする実施形態50〜52のいずれか一項に記載の方法。
前記液体成分がKNO3およびNaNO3の少なくとも1つを含むことを特徴とする実施形態50〜53のいずれか一項に記載の方法。
前記固体成分が5重量%〜99.5重量%の量で前記塩に存在することを特徴とする実施形態49〜54のいずれか一項に記載の方法。
前記固体成分が30重量%〜98重量%の量で前記塩に存在することを特徴とする実施形態49〜55のいずれか一項に記載の方法。
前記塩が、前記第1の表面の全体の上に配置されることを特徴とする実施形態49〜56のいずれか一項に記載の方法。
前記塩が、前記第1の表面の中央の上には配置されないことを特徴とする実施形態49〜57のいずれか一項に記載の方法。
前記塩が、前記第1の表面の周辺部にのみ配置されることを特徴とする実施形態49〜58のいずれか一項に記載の方法。
前記塩を配置するステップの前に、前記第1の表面の一部の上に障壁層を形成するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態49〜59のいずれか一項に記載の方法。
前記障壁層が、アルカリフリーガラス、SiO2、および金属の少なくとも1つを含むことを特徴とする実施形態60に記載の方法。
前記ガラス物品のイオン交換のステップの後に前記障壁層を除去するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態60または61に記載の方法。
前記ガラス物品を溶融塩浴に接触させるステップをさらに含むことを特徴とする実施形態49〜62のいずれか一項に記載の方法。
前記ガラス物品を第2の溶融塩浴に接触させるステップをさらに含むことを特徴とする実施形態63に記載の方法。
前記非対称応力プロファイルが少なくとも約0.05の非対称性能指数を有することを特徴とする実施形態49〜64のいずれか一項に記載の方法。
前記非対称応力プロファイルが少なくとも約0.5mの反り性能指数を有することを特徴とする実施形態49〜65のいずれか一項に記載の方法。
前記非対称応力プロファイルが、前記ガラス物品の厚さの約12分の1未満の反り傾向を有することを特徴とする実施形態49〜66のいずれか一項に記載の方法。
Claims (16)
- ガラス物品において:
第1の表面と;
第2の表面と;
前記第1の表面から前記第2の表面まで延在する非対称応力プロファイルと;
少なくとも約0.5mの前記非対称応力プロファイルの反り性能指数(Warpage Figure of Merit)と;
少なくとも約0.05の前記非対称応力プロファイルの非対称性能指数(Asymmetry Figure of Merit)と、
を含むことを特徴とするガラス物品。 - ガラス物品において:
第1の表面と;
第2の表面と;
前記第1の表面から前記第2の表面まで延在する非対称応力プロファイルと;
前記ガラス物品の厚さの約12分の1未満の前記非対称応力プロファイルの反り傾向(Warpage Tendency)と;
少なくとも約0.05の前記非対称応力プロファイルの非対称性能指数と、
を含むことを特徴とするガラス物品。 - 50〜75モル%のSiO2;
5〜20モル%のAl2O3;
2〜20モル%のB2O3;
0〜10モル%のP2O5;
6〜25モル%のLi2O+Na2O+K2O;および
0〜15モル%のMgO+CaO+SrO+BaO+ZnO
をさらに含むことを特徴とする請求項1〜2のいずれか一項に記載のガラス物品。 - 前記ガラス物品が、前記第1の表面から前記第2の表面まで延在する第2の応力プロファイルを有する領域を含み、前記第2の応力プロファイルが前記非対称応力プロファイルとは異なることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のガラス物品。
- ガラス物品において:
第1の表面と;
第2の表面と;
前記第1の表面から前記第2の表面まで延在する非対称応力プロファイルと;
前記第1の表面から前記ガラス物品中の第1の圧縮深さまで延在する第1の圧縮応力層;
前記第2の表面から前記ガラス物品中の第2の圧縮深さまで延在する第2の圧縮応力層と;
反り高さと
を含み、
前記第1の圧縮深さと前記第2の圧縮深さとの比が少なくとも約1.5:1であり、前記反り高さが前記ガラス物品の最大寸法の約1%未満であることを特徴とするガラス物品。 - 前記第1の圧縮応力層中の第1の最大圧縮応力と;
前記第2の圧縮応力層中の第2の最大圧縮応力と
をさらに含み、
前記第1の最大圧縮応力と前記第2の最大圧縮応力との比が約1:3以下であることを特徴とする請求項5に記載のガラス物品。 - 前記第1の圧縮深さと前記第2の圧縮深さとの比が少なくとも約3:1であることを特徴とする請求項5または6に記載のガラス物品。
- 前記非対称応力プロファイルの前記非対称性能指数が少なくとも約0.2である;
約0.3未満の反り抑制因子;および
前記非対称応力プロファイルの前記反り性能指数が少なくとも約1mである、
の少なくとも1つを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のガラス物品。 - 前記第2の表面の下10μmの深さにおいて少なくとも約500MPaの圧縮応力;
前記第2の表面の下5μmの深さにおいて少なくとも約650MPaの圧縮応力;
前記第1の表面と前記第2の表面との間の距離の10%の前記第1の表面の下の深さにおいて少なくとも約40MPaの圧縮応力;
前記第1の表面と前記第2の表面との間の距離の15%の前記第1の表面の下の深さにおいて少なくとも約30MPaの圧縮応力;および
少なくとも約12.5mの曲率半径
の少なくとも1つをさらに含むことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載のガラス物品。 - 消費者向け電子製品において:
前面、裏面、および側面を有するハウジングと;
少なくとも部分的に前記ハウジング内に設けられる電気部品において、少なくともコントローラ、メモリ、およびディスプレイを含み、前記ディスプレイが前記ハウジングの前記前面に設けられる、または前記前面に隣接して設けられる電気部品と;
前記ディスプレイ上に配置されるカバーガラス物品と
を含み、前記ハウジングの一部または前記カバーガラス物品の少なくとも1つが、請求項1〜9のいずれか一項に記載のガラス物品を含むことを特徴とする消費者向け電子部品。 - ガラス物品の第1の表面をイオン交換して、前記第1の表面から延在する第1の圧縮応力層を形成するステップと;
前記ガラス物品の第2の表面をイオン交換して、前記第2の表面から延在する第2の圧縮応力層を形成するステップと
を含み、
前記第1の圧縮応力層および前記第2の圧縮応力層を含む前記ガラス物品が、少なくとも約0.5mの反り性能指数、および少なくとも約0.05の非対称性能指数を含むことを特徴とする方法。 - 前記ガラス物品をイオン交換するステップの前に、前記ガラス物品を熱処理して湾曲したガラス物品を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。
- ガラス物品の第1の表面の少なくとも一部の上に塩を配置するステップと;
前記ガラス物品および塩をイオン交換温度まで加熱することによって、前記ガラス物品をイオン交換して、非対称応力プロファイルを有するガラス物品を形成するステップと
を含み、
前記塩が、前記イオン交換温度において固体である固体成分を含むことを特徴とする方法。 - 前記塩が、前記イオン交換温度において液体である液体成分をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 前記固体成分が硫酸アルカリおよびリン酸アルカリの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項13または14に記載の方法。
- 前記液体成分が少なくとも1つの硝酸アルカリを含むことを特徴とする請求項14に記載の方法。
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