JPH04107294A - チタニウム材の陽極酸化処理方法 - Google Patents
チタニウム材の陽極酸化処理方法Info
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- JPH04107294A JPH04107294A JP22755590A JP22755590A JPH04107294A JP H04107294 A JPH04107294 A JP H04107294A JP 22755590 A JP22755590 A JP 22755590A JP 22755590 A JP22755590 A JP 22755590A JP H04107294 A JPH04107294 A JP H04107294A
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- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、主に装飾品、建材、航空機及び機械部品など
チタニウム製品の表面処理に使用されるチタニウム材の
陽極酸化処理方法に関する。
チタニウム製品の表面処理に使用されるチタニウム材の
陽極酸化処理方法に関する。
（従来の技術）
従来、チタニウム材を陽８ｉ！酸化処理するに際しては
、各種の陽極酸化処理浴を調製し、この陽極酸化処理浴
中にチタニウム材を浸漬して、通電波形が完全平滑波形
である直流を用い、火花放電電圧以上の電圧を前記チタ
ニウム材に印加するようにしている。
、各種の陽極酸化処理浴を調製し、この陽極酸化処理浴
中にチタニウム材を浸漬して、通電波形が完全平滑波形
である直流を用い、火花放電電圧以上の電圧を前記チタ
ニウム材に印加するようにしている。
（発明が解決しようとする課題）
一般に、陽極酸化処理によってチタニウム材の表面に生
成される酸化皮膜の膜厚は、チタニウム材に印加する電
圧に比例し、ミクロンオーダーの高膜厚の酸化皮膜を得
るためには、前記チタニウム材への印加電圧を大とする
必要がある。
成される酸化皮膜の膜厚は、チタニウム材に印加する電
圧に比例し、ミクロンオーダーの高膜厚の酸化皮膜を得
るためには、前記チタニウム材への印加電圧を大とする
必要がある。
所で、従来の陽極酸化処理方法では、電解処理時に完全
平滑波形である直流が使用され、火花放電電圧以上の電
圧がチタニウム材に印加されることから、このチタニウ
ム材の表面にミクロンオーダーの高膜厚の酸化皮膜を生
成させるべく、該チタニウム材への印加電圧を大としな
とき、局部的な浴温の上昇と、界面における浴濃度の増
大が生じ、前記チタニウム材の表面に局部的な溶解所謂
「焼け」現象が発生して、得られる皮膜に色ムラが生じ
たのである。
平滑波形である直流が使用され、火花放電電圧以上の電
圧がチタニウム材に印加されることから、このチタニウ
ム材の表面にミクロンオーダーの高膜厚の酸化皮膜を生
成させるべく、該チタニウム材への印加電圧を大としな
とき、局部的な浴温の上昇と、界面における浴濃度の増
大が生じ、前記チタニウム材の表面に局部的な溶解所謂
「焼け」現象が発生して、得られる皮膜に色ムラが生じ
たのである。
本発明は以上のような問題に鑑みてなしたもので、その
目的は、色ムラの発生を招くことなく、高膜厚の酸化皮
膜を得ることができるチタニウム材の陽極酸化処理方法
を提供することにある。
目的は、色ムラの発生を招くことなく、高膜厚の酸化皮
膜を得ることができるチタニウム材の陽極酸化処理方法
を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するなめに、本発明では、チタニウム材
を陽極酸化処理浴中で電解処理して、チタニウム材の表
面に酸化皮膜を生成させるチタニウム材の陽極酸化処理
方法において、電解処理時に通電波形として断続波形を
用い、火花放電電圧以上の電圧で電解処理することを特
徴とするものである。
を陽極酸化処理浴中で電解処理して、チタニウム材の表
面に酸化皮膜を生成させるチタニウム材の陽極酸化処理
方法において、電解処理時に通電波形として断続波形を
用い、火花放電電圧以上の電圧で電解処理することを特
徴とするものである。
前記陽極酸化処理浴としては、リン酸と硫酸との混合浴
、又は、リン酸と硫酸と過酸化水素水との混合浴が使用
される。
、又は、リン酸と硫酸と過酸化水素水との混合浴が使用
される。
また、前記陽極酸化処理浴としては、リン酸と硫酸との
混合浴、又は、リン酸と硫酸と過酸化水素水との混合浴
に、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｔｉ
、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｒの金属塩を添加したものを使用する
こともできる。
混合浴、又は、リン酸と硫酸と過酸化水素水との混合浴
に、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｔｉ
、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｒの金属塩を添加したものを使用する
こともできる。
更に、サイリスタ制御方式による単相半波、二相半波、
三相半波、六相半波の直流電源を使用して、電解処理時
の断続波形を得るのである。
三相半波、六相半波の直流電源を使用して、電解処理時
の断続波形を得るのである。
（作用、効果）
以上の陽極酸化処理方法では、電解処理時に通電波形と
して正極と休止とを交互に周期的に繰り返す断続波形か
使用されるため、チタニウム材表面に生成される酸化皮
膜の膜厚は、前記断続波形の実効電圧には依存すること
なく、そのピーク電圧に比例して増大されることとなり
、つまり、前記断続波形の休止時（電圧ＯＶ＞では火花
放電が起こらず、ピーク電圧に対応して火花放電が発生
し、前記チタニウム材の表面に酸化皮膜が生成されるの
であり、換言すれば、前記断続波形を用いることにより
間歇的な火花放電が行われることとなって、局部的な陽
極酸化処理浴の温度上昇が起こらず、また、同処理浴の
局部的な濃度勾配も減少されるのであり、従って、前記
チタニウム材表面の局部的溶解が発生することなく、均
一で色ムラのないミクロンオーダーの高膜厚の酸化皮膜
を生成できるのである。
して正極と休止とを交互に周期的に繰り返す断続波形か
使用されるため、チタニウム材表面に生成される酸化皮
膜の膜厚は、前記断続波形の実効電圧には依存すること
なく、そのピーク電圧に比例して増大されることとなり
、つまり、前記断続波形の休止時（電圧ＯＶ＞では火花
放電が起こらず、ピーク電圧に対応して火花放電が発生
し、前記チタニウム材の表面に酸化皮膜が生成されるの
であり、換言すれば、前記断続波形を用いることにより
間歇的な火花放電が行われることとなって、局部的な陽
極酸化処理浴の温度上昇が起こらず、また、同処理浴の
局部的な濃度勾配も減少されるのであり、従って、前記
チタニウム材表面の局部的溶解が発生することなく、均
一で色ムラのないミクロンオーダーの高膜厚の酸化皮膜
を生成できるのである。
前記陽極酸化処理浴として、リン酸と硫酸との混合浴、
又は、リン酸と硫酸と過酸化水素水との混合浴を使用す
るときには、前記チタニウム材の表面に均一で色ムラの
ない高膜厚の酸化皮膜を効果的に生成できる。
又は、リン酸と硫酸と過酸化水素水との混合浴を使用す
るときには、前記チタニウム材の表面に均一で色ムラの
ない高膜厚の酸化皮膜を効果的に生成できる。
また、前記陽極酸化処理浴として、リン酸と硫酸との混
合浴、又は、リン酸と硫酸と過酸化水素水との混合浴に
、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ａｔ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｔｉ、
Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｒの金属塩を添加したものを使用すると
きには、前記チタニウム材の表面に均一で色ムラがなく
、しかも、各々の金属酸化物（水和物）の色調に着色さ
れた高膜厚の酸化皮膜を生成できる。
合浴、又は、リン酸と硫酸と過酸化水素水との混合浴に
、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ａｔ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｔｉ、
Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｒの金属塩を添加したものを使用すると
きには、前記チタニウム材の表面に均一で色ムラがなく
、しかも、各々の金属酸化物（水和物）の色調に着色さ
れた高膜厚の酸化皮膜を生成できる。
更に、サイリスタ制御方式による単相半波、二相半波、
三相半波、六相半波の直流電源を使用して、電解処理時
の断続波形を得るときには、確実な断続波形が形成され
て、この断続波形により均一で色ムラのない高膜厚の酸
化皮膜を生成できるのである。
三相半波、六相半波の直流電源を使用して、電解処理時
の断続波形を得るときには、確実な断続波形が形成され
て、この断続波形により均一で色ムラのない高膜厚の酸
化皮膜を生成できるのである。
〈実施例）
以下本発明にかかるチタニウム材の陽極酸化処理方法を
、具体例を挙げて説明する。
、具体例を挙げて説明する。
具体例１
純チタン板（３０ｘ５０ｘ０．５ｍｍ）を試料として使
用した。また、同試料の陽極酸化処理浴として、０．３
■０１／ｊのＨ３ＰＯ４と、１．５謙０１／１のＨ２Ｓ
Ｏ４と、０．３ｍｏｌ／ｊのＨ２０□との混合浴を調製
した。そして、サイリスタ制御方式の直流電源により、
第１図で示したような単相半波（ａ）、二相半波（ｂ）
、三相半波くＣ）、六相半波（ｄ）の合計４種類の断続
波形を形成し、これら各断続波形を用い、３Ａ／ｄｍ’
の条件下で、前記陽極酸化処理浴に浸漬された前記試料
に印加した。尚、比較例として、従来の直流を使用して
、前記試料に印加した。
用した。また、同試料の陽極酸化処理浴として、０．３
■０１／ｊのＨ３ＰＯ４と、１．５謙０１／１のＨ２Ｓ
Ｏ４と、０．３ｍｏｌ／ｊのＨ２０□との混合浴を調製
した。そして、サイリスタ制御方式の直流電源により、
第１図で示したような単相半波（ａ）、二相半波（ｂ）
、三相半波くＣ）、六相半波（ｄ）の合計４種類の断続
波形を形成し、これら各断続波形を用い、３Ａ／ｄｍ’
の条件下で、前記陽極酸化処理浴に浸漬された前記試料
に印加した。尚、比較例として、従来の直流を使用して
、前記試料に印加した。
この結果、第２図及び第３図のデータが得られた。第２
図はピーク電圧Ｖｐ（Ｖ）と時間（分）との関係を示し
ており、同図中、○シンボルで示す曲線は単相半波、ム
シンポルで示す曲線は二相半波、シンボルで示す曲線は
三相半波、・シンボルで示す曲線は六相半波によるデー
タをそれぞれ表しており、又、ムシンポルで示す曲線は
、従来の直流を用いて得られたデータを比較例として表
している。また、第３図は、前記各試料に生成された酸
化皮膜の膜厚（μ重）とピーク電圧ＶｐｆＶｌとの関係
を示しており、同図においては、第２図で示したシンボ
ルと同一のものを点状に示している。
図はピーク電圧Ｖｐ（Ｖ）と時間（分）との関係を示し
ており、同図中、○シンボルで示す曲線は単相半波、ム
シンポルで示す曲線は二相半波、シンボルで示す曲線は
三相半波、・シンボルで示す曲線は六相半波によるデー
タをそれぞれ表しており、又、ムシンポルで示す曲線は
、従来の直流を用いて得られたデータを比較例として表
している。また、第３図は、前記各試料に生成された酸
化皮膜の膜厚（μ重）とピーク電圧ＶｐｆＶｌとの関係
を示しており、同図においては、第２図で示したシンボ
ルと同一のものを点状に示している。
以上の第２図から明らかなように、本発明の断続波形（
単相半波、二相半波、三相半波、六相半波）を使用した
ものは、従来の直流を用いたものに較べ、昇圧時間が早
く、前記試料に対する陽極酸化処理が速やかに行われて
いることが理解できる。また、第３図から明らかなよう
に、本発明の各種断続波形を使用する場合、ピーク電圧
が上昇するのに伴い前記試料に生成される酸化皮膜の膜
厚が増大されていることが理解できるのである。
単相半波、二相半波、三相半波、六相半波）を使用した
ものは、従来の直流を用いたものに較べ、昇圧時間が早
く、前記試料に対する陽極酸化処理が速やかに行われて
いることが理解できる。また、第３図から明らかなよう
に、本発明の各種断続波形を使用する場合、ピーク電圧
が上昇するのに伴い前記試料に生成される酸化皮膜の膜
厚が増大されていることが理解できるのである。
更に、以上のような陽極酸化処理を３０分間にわたって
行った所、従来の直流を用いたものの場合には、局部的
に色ムラが発生したのに対し、本発明の各種断続波形を
使用したものの場合には、何れも色ムラのない均一で灰
白色のミクロンオーダーの酸化皮膜が得られた。
行った所、従来の直流を用いたものの場合には、局部的
に色ムラが発生したのに対し、本発明の各種断続波形を
使用したものの場合には、何れも色ムラのない均一で灰
白色のミクロンオーダーの酸化皮膜が得られた。
以上の実施例では、リン酸と硫酸と過酸化水素水との３
液酸分からなる陽極酸化処理浴を使用したが、前記過酸
化水素水を除いた前記リン酸と硫酸との２液酸分から成
る陽極酸化処理浴を調製して、該陽極酸化処理浴中で試
験を行った結果、前述したものと較べて、昇圧時間が若
干遅くなる程度で、その他のデータには殆ど変化がなか
った。
液酸分からなる陽極酸化処理浴を使用したが、前記過酸
化水素水を除いた前記リン酸と硫酸との２液酸分から成
る陽極酸化処理浴を調製して、該陽極酸化処理浴中で試
験を行った結果、前述したものと較べて、昇圧時間が若
干遅くなる程度で、その他のデータには殆ど変化がなか
った。
具体例２
試料として、具体例１と同一の純チタン板を使用した。
また、同試料の陽極酸化処理浴として、０、３ｍｏｌ／
ｊのＨ３ＰＯ４と、１ 、５ｍｏｌ／ｊ Ｌニア）Ｈ２
ＳＯ４と、０ 、３ ｍｏｌ／ＪのＨ２Ｏ２とを用い、
これに０． １ｍｏｌ／ｊのＣ３Ｓ０４を添加して調製
した。そして、具体例１の場合と同様に、サイリスタ制
御方式の直流電源を使用し、第１図で示したような単相
半波（ａ〉、二相半波（ｂ）、三相半波（Ｃ）、六相半
波（ｄ）の合計４種類の断続波形を形成し、これら各断
続波形を用いて、３ Ａ／ｄｌｌの条件下で、前記陽極
酸化処理浴に浸漬された前記試料に印加した。尚、比較
例として、従来の直流を使用して、前記試料に印加した
。
ｊのＨ３ＰＯ４と、１ 、５ｍｏｌ／ｊ Ｌニア）Ｈ２
ＳＯ４と、０ 、３ ｍｏｌ／ＪのＨ２Ｏ２とを用い、
これに０． １ｍｏｌ／ｊのＣ３Ｓ０４を添加して調製
した。そして、具体例１の場合と同様に、サイリスタ制
御方式の直流電源を使用し、第１図で示したような単相
半波（ａ〉、二相半波（ｂ）、三相半波（Ｃ）、六相半
波（ｄ）の合計４種類の断続波形を形成し、これら各断
続波形を用いて、３ Ａ／ｄｌｌの条件下で、前記陽極
酸化処理浴に浸漬された前記試料に印加した。尚、比較
例として、従来の直流を使用して、前記試料に印加した
。
この結果、第４図及び第５図のデータか得られた。第４
図は、前述した第２図の場合と同様に、ピーク電圧Ｖｐ
ｆＶｌと時間（分）との関係を示しており、同図におい
ても、第２図のシンボル曲線と同一のものを使用したデ
ータを示している。また、第５図は、前述した第３図の
場合と同様に、前記各試料に生成された酸化皮膜の膜厚
（μｍｌとピーク電圧Ｖｐｍとの関係を示しており、同
図においても、第３図で示したシンボルと同一のものを
点状に示している。
図は、前述した第２図の場合と同様に、ピーク電圧Ｖｐ
ｆＶｌと時間（分）との関係を示しており、同図におい
ても、第２図のシンボル曲線と同一のものを使用したデ
ータを示している。また、第５図は、前述した第３図の
場合と同様に、前記各試料に生成された酸化皮膜の膜厚
（μｍｌとピーク電圧Ｖｐｍとの関係を示しており、同
図においても、第３図で示したシンボルと同一のものを
点状に示している。
以上の第４図から明らかなように、本発明の断続波形（
単相半波、二相半波、三相半波、六相半波）を使用した
ものは、従来の直流を用いたものに較べ、昇圧時間が早
く、前記試料に対する陽極酸化処理が速やかに行われて
いることが理解できる。また、第５図から明らかなよう
に、本発明の各種断続波形を使用する場合、ピーク電圧
が上昇するのに伴い前記試料に生成される酸化皮膜の膜
厚が増大されていることが理解できるのである。
単相半波、二相半波、三相半波、六相半波）を使用した
ものは、従来の直流を用いたものに較べ、昇圧時間が早
く、前記試料に対する陽極酸化処理が速やかに行われて
いることが理解できる。また、第５図から明らかなよう
に、本発明の各種断続波形を使用する場合、ピーク電圧
が上昇するのに伴い前記試料に生成される酸化皮膜の膜
厚が増大されていることが理解できるのである。
更に、以上のような陽極酸化処理を３０分間にわたって
行った所、従来の直流を用いたものの場合には、局部的
に色ムラが発生したのに対し、本発明の各種断続波形を
使用したものの場合には、何れも色ムラのない均一で緑
灰色のミクロンオーダーの酸化皮膜が得られた。
行った所、従来の直流を用いたものの場合には、局部的
に色ムラが発生したのに対し、本発明の各種断続波形を
使用したものの場合には、何れも色ムラのない均一で緑
灰色のミクロンオーダーの酸化皮膜が得られた。
第１図は本発明による陽極酸化処理時に使用される断続
波形の種類を示す図面、第２図〜第５図は同各種断続波
形を使用した場合と従来の直流を使用した場合とのデー
タを示すグラフである。 出願人 日本アルミニクム工業株式会社第 図 （ａ） （Ｃ） （ｂ） （ｄ） ｏ０ 図 Δ、・ Δ Δ Δ ・ Δ ・ 手続補正書、。 発） １、事件の表示 平成２年特許願第２２７５５５号 ２、発明の名称 チタニウム材の陽極酸化処理方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 大阪市淀用区三田本町３丁目９番３９号代
表者 野 津 民 夫 ４、代 住 理 所 人 〒５５０ 大阪市西区西本町１丁目７番２１号 図面 ６、補正の内容
波形の種類を示す図面、第２図〜第５図は同各種断続波
形を使用した場合と従来の直流を使用した場合とのデー
タを示すグラフである。 出願人 日本アルミニクム工業株式会社第 図 （ａ） （Ｃ） （ｂ） （ｄ） ｏ０ 図 Δ、・ Δ Δ Δ ・ Δ ・ 手続補正書、。 発） １、事件の表示 平成２年特許願第２２７５５５号 ２、発明の名称 チタニウム材の陽極酸化処理方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 大阪市淀用区三田本町３丁目９番３９号代
表者 野 津 民 夫 ４、代 住 理 所 人 〒５５０ 大阪市西区西本町１丁目７番２１号 図面 ６、補正の内容
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）チタニウム材を陽極酸化処理浴中で電解処理して、
チタニウム材の表面に酸化皮膜を生成させるチタニウム
材の陽極酸化処理方法において、電解処理時に通電波形
として断続波形を用い、火花放電電圧以上の電圧で電解
処理することを特徴とするチタニウム材の陽極酸化処理
方法。 ２）陽極酸化処理浴がリン酸と硫酸との混合浴である請
求項１記載のチタニウム材の陽極酸化処理方法。 ３）陽極酸化処理浴がリン酸と硫酸と過酸化水素水との
混合浴である請求項１記載のチタニウム材の陽極酸化処
理方法。 ４）陽極酸化処理浴が、リン酸と硫酸との混合浴に、Ｎ
ｉ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｔｉ、Ｃｏ
、Ｍｎ、Ｃｒの金属塩を添加している請求項１記載のチ
タニウム材の陽極酸化処理方法。 ５）陽極酸化処理浴が、リン酸と硫酸と過酸化水素水と
の混合浴に、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂ
ａ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｒの金属塩を添加している請
求項１記載のチタニウム材の陽極酸化処理方法。 ６）サイリスタ制御方式による単相半波、二相半波、三
相半波、六相半波の直流電源を用いて、電解処理時の断
続波形を得る請求項１記載のチタニウム材の陽極酸化処
理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22755590A JPH04107294A (ja) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | チタニウム材の陽極酸化処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22755590A JPH04107294A (ja) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | チタニウム材の陽極酸化処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04107294A true JPH04107294A (ja) | 1992-04-08 |
Family
ID=16862741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22755590A Pending JPH04107294A (ja) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | チタニウム材の陽極酸化処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04107294A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9885102B2 (en) | 2005-05-31 | 2018-02-06 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Colored pure titanium or titanium alloy having low susceptibility to discoloration in atmospheric environment |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63111198A (ja) * | 1986-10-29 | 1988-05-16 | Tokai Kinzoku Kk | チタン及びチタン合金の陽極酸化処理法 |
| JPS63195295A (ja) * | 1987-02-02 | 1988-08-12 | テヒニシェ、ウニベルジテート、カルル−マルクス−シュタット | 金属上に装飾被覆を作製する方法 |
| JPS63297592A (ja) * | 1987-05-28 | 1988-12-05 | Tokai Kinzoku Kk | チタン及びチタン合金の陽極酸化処理法 |
-
1990
- 1990-08-28 JP JP22755590A patent/JPH04107294A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63111198A (ja) * | 1986-10-29 | 1988-05-16 | Tokai Kinzoku Kk | チタン及びチタン合金の陽極酸化処理法 |
| JPS63195295A (ja) * | 1987-02-02 | 1988-08-12 | テヒニシェ、ウニベルジテート、カルル−マルクス−シュタット | 金属上に装飾被覆を作製する方法 |
| JPS63297592A (ja) * | 1987-05-28 | 1988-12-05 | Tokai Kinzoku Kk | チタン及びチタン合金の陽極酸化処理法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9885102B2 (en) | 2005-05-31 | 2018-02-06 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Colored pure titanium or titanium alloy having low susceptibility to discoloration in atmospheric environment |
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