TWI830452B - 鋁合金材料與鋁合金物件及其形成方法 - Google Patents
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Abstract
鋁合金材料，包括：1.2 wt%至3.0 wt%的Si;0.1 wt%至0.8 wt%的Mg;0.2 wt%至2.0 wt%的Cu;0.5 wt%至2.5 wt%的Zn；0.2 wt%至2.0 wt%的Ti；以及其餘為Al及不可避免的雜質。鋁合金材料的粉末可加工而成鋁合金物件，且鋁合金物件的表面可進一步包括陽極膜。
Description
本揭露一般關於鋁合金材料，更特別關於應用於3D列印的鋁合金材料。
半導體機台的零件主要採用鋁合金(抗腐蝕、易加工、可陽極處理和輕量化需求)進行後加工成形。全球半導體公司皆長期面臨供應備料、複雜幾何、符合穩定製程生產的問題。如何有效改善全球半導體區域化零件支援生產與調度，成為半導體設備商及其客戶的難題。金屬3D列印具有產品幾何結構不受限制之優異特性，半成品具有近淨形(near-net shape)、先進數位製造之特點，不僅能減少傳統金屬產業之生產工序，還有去庫存化的優勢。然而，3D列印對原材料的要求比較苛刻，滿足雷射3D列印的適用性要求所選的材料需要以粉末狀形態提供。粉末材料快速熔化後，再使材料重新結合起來，整個過程涉及材料的快速融化和凝固等物態變化，對適用的材料性能要求極高。
半導體設備的備用零件除了有輕量化和高強度等訴求之外，其外表還需要進行陽極處理提升抗蝕能力，避免半導體設備零件被腐蝕釋放出金屬元素汙染晶圓。目前3D列印所使用的鋁合金粉末材料以AlSi
10Mg為主，AlSi
10Mg的矽含量高，Al和Si的電位差大，陽極處理後的陽極膜會有微結構不緻密與不均勻等現象，陽極膜容易產生缺陷劣化，降低抗蝕能力。因此，AlSi
10Mg無法作為半導體設備的備用零件的材料。
目前半導體產業仍使用6061鋁合金作為備用零件的材料，其矽含量低(Si含量: 0.4 wt%至0.8 wt%)，因此可通過陽極處理形成均勻的淺色系甚至無顏色的陽極膜。然而6061鋁合金的固液兩相區的溫度範圍小，所以壓鑄性很差，不適合用於3D列印。
綜上所述，目前亟需新的鋁合金材料以符合3D列印成形、可陽極處理、以及高機械特性等半導體設備配件規格需求。
本揭露一實施例提供之鋁合金材料，包括：1.2 wt%至3.0 wt%的Si;0.1 wt%至0.8 wt%的Mg;0.2 wt%至2.0 wt%的Cu;0.5 wt%至2.5 wt%的Zn；0.2 wt%至2.0 wt%的Ti；以及其餘為Al及不可避免的雜質。
在一些實施例中，鋁合金材料包括：1.6 wt%至2.0 wt%的Si;0.3 wt%至0.5 wt%的Mg;0.5 wt%至1.5 wt%的Cu;1.0 wt%至2.0 wt%的Zn；0.8 wt%至1.6 wt%的Ti；以及其餘為Al及不可避免的雜質。
本揭露一實施例提供之鋁合金物件，係由上述鋁合金材料的粉末加工而成。
在一些實施例中，鋁合金材料的粉末的粒徑為20微米至65微米。
在一些實施例中，加工包括3D列印法、壓鑄法、鍛造法、焊接、或銑床。
在一些實施例中，鋁合金物件更包括陽極膜形成於鋁合金物件的表面上。
本揭露一實施例提供之鋁合金物件的形成方法，包括：加工上述鋁合金材料的粉末，以形成鋁合金物件。
在一些實施例中，鋁合金材料的粉末的粒徑為20微米至65微米。
在一些實施例中，加工包括3D列印法、壓鑄法、鍛造法、焊接、或銑床。
在一些實施例中，上述方法更包括陽極處理鋁合金物件，以形成陽極膜於鋁合金物件的表面上。
本揭露一實施例提供之鋁合金材料，包括：1.2 wt%至3.0 wt%的Si;0.1 wt%至0.8 wt%的Mg;0.2 wt%至2.0 wt%的Cu;0.5 wt%至2.5 wt%的Zn；0.2 wt%至2.0 wt%的Ti；以及其餘為Al及不可避免的雜質。在一些實施例中，鋁合金材料包括：1.6 wt%至2.0 wt%的Si;0.3 wt%至0.5 wt%的Mg;0.5 wt%至1.5 wt%的Cu;1.0 wt%至2.0 wt%的Zn；0.8 wt%至1.6 wt%的Ti；以及其餘為Al及不可避免的雜質。若Si的比例過高，則容易產生偏析，且鋁合金的陽極膜也容易產生缺陷而劣化緻密性，造成抗蝕性降低。若Si的比例過低，則鋁合金熔液鑄造性差，成形件內部易產生縮孔或裂紋等缺陷。若Mg的比例過高，則鋁合金因Mg
2Si強化相過多，成形件延展性變差。若Mg的比例過低，則鋁合金機械強度偏低。若Cu的比例過高，則降低鋁合金的耐腐蝕性。若Cu的比例過低，則無法提升鋁合金基地的硬度。若Zn的比例過高，則並無法有效提升鋁合金伸長率(elongation)。若Zn的比例過低，則無法提升極限拉伸強度以及耐腐蝕性。若Ti的比例過高，則3D列印成形的鋁合金物件的焊渣過多，容易被包覆在物件內部而產生缺陷，造成物件的伸長率降低。若Ti的比例過低，則3D列印成型的鋁合金物件的抗拉強度不足，且伸長率偏低或甚至無法伸長(脆斷)。
本揭露一實施例提供之鋁合金物件，係由上述鋁合金材料的粉末加工而成。在一些實施例中，鋁合金材料的粉末的粒徑為20微米至65微米。若鋁合金材料的粉末粒徑過大，則造成3D列印後的成形件表面粗糙度過大。若鋁合金材料的粉末粒徑過小，則易造成粉末容易團聚，3D列印成形過程，粉層均勻度變差，致使3D列印後的成形件緻密度不均勻。舉例來說，加工包括3D列印法、壓鑄法、鍛造法、焊接、或銑床。實際應用上，可在半導體製程機台的零件損壞時，直接3D列印上述鋁合金材料的粉末以形成鋁合金物件，以替換損壞的零件。如此一來，可節省後備零件儲放的空間與成本。另一方面，鋁合金材料的粉末在3D列印成形前的存放難度，亦低於成形後的零件的存放難度。綜上所述，3D列印鋁合金材料的粉末，以形成鋁合金物件如半導體製程機台的零件的作法，可有效降低維修半導體製程機台的成本，連帶降低半導體產品成本。
另一方面，本揭露的鋁合金材料除了3D列印的加工方法以外，亦可由其他常見加工法如壓鑄法、鍛造法、焊接、或銑床加工成物件。當所需物件的幾何形狀簡單時，可採用成本較低的其他加工法以節省製作成本。
在一些實施例中，鋁合金物件更包括陽極膜形成於鋁合金物件的表面上。舉例來說，可陽極處理加工成形的鋁合金物件，以形成陽極膜於鋁合金物件的表面上。陽極膜可進一步保護鋁合金物件免於腐蝕。
為讓本揭露之上述內容和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
[實施例]
在以下實施例中，將鋁合金材料加熱至800℃並加壓至約22 bar使其霧化，以約4.5 m
3/分鐘的流速噴出冷卻形成組成一致的鋁合金材料粉末。可由東台精機AMP-160金屬粉床式3D列印設備進行3D列印以形成鋁合金物件，其掃描速率為1200 mm/秒，掃描功率為350 W，每層鋁合金粉末的厚度為30微米，且掃描間距(Hatch spacing)為50微米。在下述實施例中，鋁合金物件的抗拉強度(UTS)的量測標準為ASTM E8，伸長率的量測標準為ASTM E8，且緻密度的量測標準為ASTM B962。
比較例1-1
取市售的6061鋁合金粉末進行擠形加工，形成鋁合金物件。鋁合金物件的金相均勻，且緻密度為99.1%。然而擠形加工成型的6061鋁合金物件的抗拉強度不高(約146.7 MPa)，且伸長率為16.6%。
比較例1-2
取市售的6061鋁合金氣體噴粉成粉末後進行3D列印加工，以形成鋁合金物件。鋁合金物件具有大量裂痕，抗拉強度低(78.3 MPa)，且伸長率極低(0.5%)。由比較例1-2可知，市售的6061鋁合金不適於3D列印。
實施例1
依據下述比例調整鋁合金A1組成：1.8 wt%的Si、0.4 wt%的Mg、0.5 wt%的Cu、1 wt%的Zn、0.4 wt%的鈦、以及其他組成為鋁與無法避免的雜質。取上述鋁合金A1氣體噴粉成粉末後進行3D列印加工，以形成鋁合金物件。鋁合金物件抗拉強度低(66.7±17.5 MPa)，且無伸長率(脆斷)。
依據下述比例調整鋁合金A2組成：1.8 wt%的Si、0.4 wt%的Mg、0.5 wt%的Cu、1.5 wt%的Zn、0.8 wt%的鈦、以及其他組成為鋁與無法避免的雜質。取上述鋁合金A2氣體噴粉成粉末後進行3D列印加工，以形成鋁合金物件。鋁合金物件抗拉強度高(216.3±34.8 MPa)，且伸長率高(10.1±6.9%)。
依據下述比例調整鋁合金A3組成：1.8 wt%的Si、0.4 wt%的Mg、0.5 wt%的Cu、2 wt%的Zn、1.2 wt%的鈦、以及其他組成為鋁與無法避免的雜質。取上述鋁合金A3氣體噴粉成粉末後進行3D列印加工，以形成鋁合金物件。鋁合金物件抗拉強度高(262.5±3.4 MPa)，且伸長率高(22.1±1.0%)。
依據下述比例調整鋁合金A4組成：1.8 wt%的Si、0.4 wt%的Mg、1 wt%的Cu、1 wt%的Zn、1.2 wt%的鈦、以及其他組成為鋁與無法避免的雜質。取上述鋁合金A4氣體噴粉成粉末後進行3D列印加工，以形成鋁合金物件。鋁合金物件抗拉強度高(277.1±2.9 MPa)，且伸長率高(17.7±0.8%)。
依據下述比例調整鋁合金A5組成：1.8 wt%的Si、0.4 wt%的Mg、1 wt%的Cu、1.5 wt%的Zn、0.4 wt%的鈦、以及其他組成為鋁與無法避免的雜質。取上述鋁合金A5氣體噴粉成粉末後進行3D列印加工，以形成鋁合金物件。鋁合金物件抗拉強度低(118.5±11.2 MPa)，且伸長率低(4.6±1.4%)。
依據下述比例調整鋁合金A6組成：1.8 wt%的Si、0.4 wt%的Mg、1 wt%的Cu、2 wt%的Zn、0.8 wt%的鈦、以及其他組成為鋁與無法避免的雜質。取上述鋁合金A6氣體噴粉成粉末後進行3D列印加工，以形成鋁合金物件。鋁合金物件抗拉強度高(276.3±3.8 MPa)，且伸長率高(20.0±1.8%)。
依據下述比例調整鋁合金A7組成：1.8 wt%的Si、0.4 wt%的Mg、1.5 wt%的Cu、1 wt%的Zn、0.8 wt%的鈦、以及其他組成為鋁與無法避免的雜質。取上述鋁合金A7氣體噴粉成粉末後進行3D列印加工，以形成鋁合金物件。鋁合金物件抗拉強度高(286.7±3.9 MPa)，且伸長率高(17.4±1.4%)。
依據下述比例調整鋁合金A8組成：1.8 wt%的Si、0.4 wt%的Mg、1.5 wt%的Cu、1.5 wt%的Zn、0.4 wt%的鈦、以及其他組成為鋁與無法避免的雜質。取上述鋁合金A8氣體噴粉成粉末後進行3D列印加工，以形成鋁合金物件。鋁合金物件抗拉強度低(147.9±24.2 MPa)，且伸長率低(5.8±1.5%)。
依據下述比例調整鋁合金A9組成：1.8 wt%的Si、0.4 wt%的Mg、1.5 wt%的Cu、2 wt%的Zn、1.2 wt%的鈦、以及其他組成為鋁與無法避免的雜質。取上述鋁合金A9氣體噴粉成粉末後進行3D列印加工，以形成鋁合金物件。鋁合金物件抗拉強度高(286.2±3.2 MPa)，且伸長率高(16.7±0.1%)。
實施例2
依據下述比例調整鋁合金B1組成：1.8 wt%的Si、0.4 wt%的Mg、1.5 wt%的Cu、1 wt%的Zn、0.4 wt%的鈦、以及其他組成為鋁與無法避免的雜質。取上述鋁合金B1氣體噴粉成粉末後進行3D列印加工，以形成鋁合金物件。鋁合金物件抗拉強度低(103.4±6.8 MPa)，且伸長率低(5.5±1.8%)。
依據下述比例調整鋁合金B2組成：1.8 wt%的Si、0.4 wt%的Mg、1.5 wt%的Cu、1 wt%的Zn、0.8 wt%的鈦、以及其他組成為鋁與無法避免的雜質。取上述鋁合金B2氣體噴粉成粉末後進行3D列印加工，以形成鋁合金物件。鋁合金物件抗拉強度高(286.7±3.9 MPa)，且伸長率高(17.4±1.4%)。
依據下述比例調整鋁合金B3組成：1.8 wt%的Si、0.4 wt%的Mg、1.5 wt%的Cu、1 wt%的Zn、1.2 wt%的鈦、以及其他組成為鋁與無法避免的雜質。取上述鋁合金B3氣體噴粉成粉末後進行3D列印加工，以形成鋁合金物件。鋁合金物件抗拉強度高(298.4±5.7 MPa)，且伸長率高(18.1±3.9%)。
依據下述比例調整鋁合金B4組成：1.8 wt%的Si、0.4 wt%的Mg、1.5 wt%的Cu、1 wt%的Zn、1.6 wt%的鈦、以及其他組成為鋁與無法避免的雜質。取上述鋁合金B4氣體噴粉成粉末後進行3D列印加工，以形成鋁合金物件。鋁合金物件抗拉強度高(311.5±5.9 MPa)，且伸長率高(14.5±2.8%)。
依據下述比例調整鋁合金B5組成：1.8 wt%的Si、0.4 wt%的Mg、1.5 wt%的Cu、1 wt%的Zn、2.0 wt%的鈦、以及其他組成為鋁與無法避免的雜質。取上述鋁合金B5氣體噴粉成粉末後進行3D列印加工，以形成鋁合金物件。鋁合金物件抗拉強度高(330.1±15.9 MPa)，且伸長率中等(8.9±4.1%)。
實施例3
依據下述比例調整鋁合金C1組成：1.8 wt%的Si、0.4 wt%的Mg、1.5 wt%的Cu、1 wt%的Zn、1.2 wt%的鈦、以及其他組成為鋁與無法避免的雜質。取上述鋁合金C1氣體噴粉成粉末後進行3D列印加工，以形成鋁合金物件。鋁合金物件抗拉強度高(298.4±5.7 MPa)，且伸長率高(18.1±3.9%)。
依據下述比例調整鋁合金C2組成：1.8 wt%的Si、0.4 wt%的Mg、1.5 wt%的Cu、1.5 wt%的Zn、1.2 wt%的鈦、以及其他組成為鋁與無法避免的雜質。取上述鋁合金C2氣體噴粉成粉末後進行3D列印加工，以形成鋁合金物件。鋁合金物件抗拉強度高(289.5±3.2 MPa)，且伸長率高(17.9±4.3%)。
依據下述比例調整鋁合金C3組成：1.8 wt%的Si、0.4 wt%的Mg、1.5 wt%的Cu、2.0 wt%的Zn、1.2 wt%的鈦、以及其他組成為鋁與無法避免的雜質。取上述鋁合金C3氣體噴粉成粉末後進行3D列印加工，以形成鋁合金物件。鋁合金物件抗拉強度高(293.8±4.9 MPa)，且伸長率高(16.7±2.1%)。
實施例4
取上述鋁合金A2、A3、A4、A6、A7、A9、及C1的粉末經3D列印所形成鋁合金物件進行陽極處理，以形成陽極膜於鋁合金物件上。另一方面，取比較例1-1的6061鋁合金物件進行陽極處理，以形成陽極膜於鋁合金物件上。將具有陽極膜的鋁合金物件浸泡於3.5 wt%的氯化鈉水溶液中，量測其耐蝕性(量測標準為ASTM G44)。具有陽極膜的鋁合金物件(A2)的腐蝕電流密度為9.93 x 10
-6A/cm
2，具有陽極膜的鋁合金物件(A3)的腐蝕電流密度為6.19 x 10
-6A/cm
2，具有陽極膜的鋁合金物件(A4)的腐蝕電流密度為4.19 x 10
-6A/cm
2，具有陽極膜的鋁合金物件(A6)的腐蝕電流密度為4.02 x 10
-6A/cm
2，具有陽極膜的鋁合金物件(A7)的腐蝕電流密度為3.25 x 10
-6A/cm
2，具有陽極膜的鋁合金物件(A9)的腐蝕電流密度為3.48 x 10
-6A/cm
2，具有陽極膜的鋁合金物件(C1)的腐蝕電流密度為3.25 x 10
-6A/cm
2，而具有陽極膜的鋁合金物件(6061)的腐蝕電流密度為1.09 x 10
-5A/cm
2。一般而言，腐蝕電流越低表示陽極膜抗腐蝕的效果越好。由上述比較可知，本揭露實施例的鋁合金所形成的陽極膜比習知的6061鋁合金所形成的陽極膜更能抗腐蝕。
雖然本揭露已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
無。
無。
無。
Claims (9)
- 一種鋁合金材料，其中該鋁合金材料包括：1.6wt%至2.0wt%的Si；0.3wt%至0.5wt%的Mg；0.5wt%至1.5wt%的Cu；1.0wt%至2.0wt%的Zn；0.8wt%至1.6wt%的Ti；以及其餘為Al及不可避免的雜質。
- 一種鋁合金物件，係由請求項1之鋁合金材料的粉末加工而成。
- 如請求項2之鋁合金物件，其中該鋁合金材料的粉末的粒徑為20微米至65微米。
- 如請求項2之鋁合金物件，其中加工包括3D列印法、壓鑄法、鍛造法、焊接、或銑床。
- 如請求項2之鋁合金物件，更包括一陽極膜形成於該鋁合金物件的表面上。
- 一種鋁合金物件的形成方法，包括：加工請求項1之鋁合金材料的粉末，以形成一鋁合金物件。
- 如請求項6之鋁合金物件的形成方法，其中該鋁合金材料的粉末的粒徑為20微米至65微米。
- 如請求項6之鋁合金物件的形成方法，其中加工包括3D列印法、壓鑄法、鍛造法、焊接、或銑床。
- 如請求項6之鋁合金物件的形成方法，更包括陽極處理該鋁合金物件，以形成一陽極膜於該鋁合金物件的表面上。
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105112743A (zh) * | 2015-09-23 | 2015-12-02 | 徐�明 | 一种高韧性铸锻铝合金及其制备方法 |
| TW202111136A (zh) * | 2019-09-06 | 2021-03-16 | 圓融金屬粉末股份有限公司 | 鋁合金粉末及其製造方法、鋁合金製品及其製造方法 |
Family Cites Families (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5950149A (ja) | 1982-09-14 | 1984-03-23 | Toyota Motor Corp | 繊維強化金属複合材料 |
| EP0992598A4 (en) * | 1998-04-08 | 2002-10-30 | Furukawa Electric Co Ltd | METHOD FOR PRODUCING AN ALUMINUM ALLOY FOR PLANNING MATERIALS AND USE IN AUTOMOTIVES |
| US6065534A (en) | 1998-05-19 | 2000-05-23 | Reynolds Metals Company | Aluminum alloy article and method of use |
| CN1148628C (zh) | 2000-05-10 | 2004-05-05 | 张玉媛 | 散热器 |
| NO20016355D0 (no) * | 2001-12-21 | 2001-12-21 | Norsk Hydro As | Aluminium kjöleribbe med forbedret styrke og bestandighet |
| TWI305131B (en) | 2005-09-08 | 2009-01-01 | Ind Tech Res Inst | Heat dissipation device and composite material with high thermal conductivity |
| EP2034035B2 (en) | 2006-05-18 | 2022-09-14 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Process for producing aluminum alloy plate |
| WO2008001758A1 (fr) | 2006-06-29 | 2008-01-03 | Hitachi Metals Precision, Ltd. | Alliage d'aluminium de coulage, rotor de compresseur moulé comprenant l'alliage et leur procédé de fabrication |
| US7592695B2 (en) | 2006-12-11 | 2009-09-22 | Graftech International Holdings Inc. | Compound heat sink |
| KR101197952B1 (ko) | 2007-03-30 | 2012-11-05 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 알루미늄 합금 후판의 제조 방법 및 알루미늄 합금 후판 |
| TW201139696A (en) | 2010-03-12 | 2011-11-16 | Hikari Light Metals Co Ltd | Aluminum alloy casting having excellent gloss and method for producing the same |
| TW201144453A (en) | 2010-06-15 | 2011-12-16 | yu-tian Xue | Recasting aluminum alloy material of piston connection rod and manufacturing method thereof |
| JP5897430B2 (ja) | 2012-08-30 | 2016-03-30 | 株式会社Uacj | ラミネート後の成形性に優れたアルミニウム合金箔とその製造方法、および該アルミニウム合金箔を用いたラミネート箔 |
| KR20140044488A (ko) | 2012-10-05 | 2014-04-15 | 현대자동차주식회사 | 알루미늄 합금 조성물 및 이의 열처리 방법 |
| FR2996857B1 (fr) | 2012-10-17 | 2015-02-27 | Constellium France | Elements de chambres a vide en alliage d'aluminium |
| TWI510638B (zh) | 2014-11-07 | 2015-12-01 | Nat Inst Chung Shan Science & Technology | A method for making aluminum alloy material |
| CN107848902A (zh) | 2015-07-31 | 2018-03-27 | 电化株式会社 | 铝‑碳化硅质复合体及其制造方法 |
| CN107164664A (zh) | 2017-04-11 | 2017-09-15 | 浙江洋铭工贸有限公司 | 一种用于压铸铝采暖散热器导热的高导热合金 |
| TWI627287B (zh) | 2017-12-22 | 2018-06-21 | High-strength aluminum alloy seamless pipe | |
| CN108330344B (zh) | 2018-03-20 | 2020-08-04 | 中南大学 | 一种3D打印7xxx铝合金及其制备方法 |
| CN110878396A (zh) | 2018-09-06 | 2020-03-13 | 湖北瑞林特铝业科技股份有限公司 | 用于生产低成本超高速导热的led压铸铝散热器的配方 |
| CN112048647A (zh) | 2020-09-02 | 2020-12-08 | 中国航发北京航空材料研究院 | 一种激光增材制造用Al-Si-Mg-Sc-Zr铝合金粉末 |
| TWI752893B (zh) | 2021-07-01 | 2022-01-11 | 中國鋼鐵股份有限公司 | 具快速熱處理之鋁合金薄片的製造方法 |
| CN113528901B (zh) | 2021-07-20 | 2022-03-29 | 重庆增隆新材料科技有限公司 | 一种增材制造用耐热铝合金球形粉体材料及其制备方法 |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105112743A (zh) * | 2015-09-23 | 2015-12-02 | 徐�明 | 一种高韧性铸锻铝合金及其制备方法 |
| TW202111136A (zh) * | 2019-09-06 | 2021-03-16 | 圓融金屬粉末股份有限公司 | 鋁合金粉末及其製造方法、鋁合金製品及其製造方法 |
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