微晶玻璃的组成_结构与性能

微晶玻璃的组成_结构与性能
微晶玻璃的组成_结构与性能

《材料结构与性能》习题

《材料结构与性能》习题 第一章 1、一25cm长的圆杆,直径2.5mm,承受的轴向拉力4500N。如直径拉细成2.4mm,问: 1)设拉伸变形后,圆杆的体积维持不变,求拉伸后的长度; 2)在此拉力下的真应力和真应变; 3)在此拉力下的名义应力和名义应变。 比较以上计算结果并讨论之。 2、举一晶系,存在S14。 3、求图1.27所示一均一材料试样上的A点处的应力场和应变场。 4、一瓷含体积百分比为95%的Al2O3(E=380GPa)和5%的玻璃相(E=84GPa),计算上限及下限弹性模量。如该瓷含有5%的气孔,估算其上限及下限弹性模量。 5、画两个曲线图,分别表示出应力弛豫与时间的关系和应变弛豫和时间的关系。并注出:t=0,t=∞以及t=τε(或τσ)时的纵坐标。

6、一Al2O3晶体圆柱(图1.28),直径3mm,受轴向拉力F ,如临界抗剪强度τc=130MPa,求沿图中所示之一固定滑移系统时,所需之必要的拉力值。同时计算在滑移面上的法向应力。 第二章 1、求融熔石英的结合强度,设估计的表面能为1.75J/m2;Si-O的平衡原子间距为1.6×10-8cm;弹性模量值从60到75GPa。 2、融熔石英玻璃的性能参数为:E=73GPa;γ=1.56J/m2;理论强度。如材料中存在最大长度为的裂,且此裂垂直于作用力的方向,计算由此而导致的强度折减系数。 3、证明材料断裂韧性的单边切口、三点弯曲梁法的计算公式:

与 是一回事。 4、一瓷三点弯曲试件,在受拉面上于跨度中间有一竖向切口如图2.41所示。如果E=380GPa,μ=0.24,求KⅠc值,设极限载荷达50㎏。计算此材料的断裂表面能。 5、一钢板受有长向拉应力350 MPa,如在材料中有一垂直于拉应力方向的中心穿透缺陷,长8mm(=2c)。此钢材的屈服强度为1400MPa,计算塑性区尺寸r0及其与裂缝半长c的比值。讨论用此试件来求KⅠc值的可能性。 6、一瓷零件上有以垂直于拉应力的边裂,如边裂长度为:①2mm;② 0.049mm;③2μm,分别求上述三种情况下的临界应力。设此材料的断裂韧性为 1.62 MPa·m2。讨论诸结果。

透明微晶玻璃、黑色微晶玻璃、耐高温微晶玻璃

透明微晶玻璃、黑色微晶玻璃、耐高温微晶玻璃 耐高温玻璃——透明微晶玻璃、黑色微晶玻璃(英文名Glass Ceramic,也称玻璃陶瓷) 材料提供:国产微晶玻璃,常规最大尺寸350*450*4mm,也可以选择进口微晶玻璃,常规最大尺寸1954*1100,2100*1266,厚度4\5。 透明微晶玻璃介绍: 由于其极低的热膨胀度,透明微晶玻璃不会受高温(760℃)的影响,也不受显著温度变化或温度差异的影响,且十分优越的耐热冲击性能。另外,透明微晶玻璃具有良好的热辐射,特别是短波红外辐射透过性。而正是在为火炉燃烧过程中释放的强烈热辐射为我们带了舒适暖意。 因此,微晶玻璃特别知合应用在既有高热能又需要良好透光性的场合,作为室内加热装置(如壁炉和火炉)的观察窗。 图 1 透明微晶玻璃 150 999 63668

产品应用: ?室内加热/取暖器的视窗面板(燃油/燃气室内取暖器/炉、传 统燃料的室内取暖器/炉) ?红外辐射加热/取暖器的面板 ?加热电暖炉的盖板玻璃 ?反光杯和高性能泛光照明灯的盖板 ?红外烘干器的盖板 ?投影仪的保护盖片 ?隔紫外线护罩 ?烤肉/烧烤设备的面板 ?大功率泛光灯和反射器上耐高温的面板 加工:①切割、②倒角、③钻孔、④丝印、⑤镀膜 黑色微晶玻璃面板说明: 由特殊微晶玻璃制成,该材料的最大特点是:可耐高达750℃的急剧升温。微晶玻璃面板非常环保,不含砷、锑等有毒重金属。它的主要原料是石英,这种原料在自然界取之不尽、用之不竭。 黑色微晶玻璃灶具面板非常坚固、耐受冲击,经久耐用。灶具面板横向热传导低,靠近烹调区的地方温度相对较低,热量会直接传导至烹饪锅具。 图 2 黑色微晶玻璃 150 999 63668

微晶玻璃的制备方法与应用

X X X X 大学 材料制备原理课程论文 题目微晶玻璃的制备方法与应用 学院材料科学与工程学院 专业班级无机072 学生姓名 2010 年 6 月11 日

微晶玻璃的制备方法与应用 摘要:微晶玻璃是一种由基础玻璃严格控制晶化行为而制成的微晶体和玻璃相均匀分布的材料。由于其机械强度高、热膨胀性可调、抗热震性好、耐化学腐蚀、介电损耗低、电绝缘性好等优越的综合性能,已在许多领域得到广泛的应用。本文来主要介绍微晶玻璃的制备方法及其应用。 关键词:微晶玻璃;制备;应用 1.引言 微晶玻璃是将加有晶核剂的特定组合的玻璃,在有控条件(一定温度)下进行晶化热处理,成为具有微晶体和玻璃相均匀分布的复合材料。微晶玻璃由玻璃相与结晶相组成。两者的分布状况随其比例而变化:当玻璃相占的比例大时,玻璃相为连续的基体,晶相孤立地均匀地分布在其中;当玻璃相较少时,玻璃相分散在晶体网架之间,呈连续网状;当玻璃相数量很低,则玻璃相以薄膜状态分布在晶体之间。这种结构也决定了其机械强度高,绝缘性能优良,介电损耗少,介电常数稳定,热膨胀系数可在很大范围调节,耐化学腐蚀,耐磨,热稳定性好,使用温度高的良好性能。 微晶玻璃集中了玻璃、陶瓷及天然石材的三重优点,优于天石材和陶瓷,可用于建筑幕墙及室内高档装饰,还可做机械上的结构材料,电子、电工上的绝缘材料,大规模集成电路的底板材料、微波炉耐热列器皿、化工与防腐材料和矿山耐磨材料等等。是具有发展前途的21世纪的新型材料。 2.制备方法 微晶玻璃的制备方法根据其所用原材料的种类、特性、对材料的性能要求而变化,主要的有熔融法、烧结法、溶胶—凝胶法、二次成型工艺、强韧化技术等。 2.1 熔融法 熔融后急冷,退火后在经一定的热处理制度进行成核和晶化以获得晶粒细小、含量多、结构均匀的微晶玻璃制品。热处理制度的确定是微晶玻璃生产的关键技术。作为初步的近似估计,最佳成核温度介于Tg 和比它高50℃的温度之间。晶化温度上限应低于主晶相在一个适当的时间内重熔的温度。通常是25℃~50℃。微晶玻璃的理想热处理制度见图1。 图1 微晶玻璃的理想热处理制度 常用的晶核剂有TiO2,P2O5,ZrO2,CaO,CaF2,Cr2O3、硫化物、氟化物。晶核剂的选择与基础玻璃化学组成有关,也与期望析出的晶相种类有关。Stooky指出,良好的晶核剂应具备如下性能:(1)在玻璃熔融成形温度下,应具有良好的溶解性,在热处理时应具有较小的溶解性,并能降低成核的活化能。(2) 晶核剂质点扩散的活化能要尽量小,使之在玻

材料结构与性能试题及详细答案

一、名词解释(分) 原子半径,电负性,相变增韧、气团 原子半径:按照量子力学地观点,电子在核外运动没有固定地轨道,只是概率分布不同,因此对原子来说不存在固定地半径.根据原子间作用力地不同,原子半径一般可分为三种:共价半径、金属半径和范德瓦尔斯半径.通常把统和双原子分子中相邻两原子地核间距地一半,即共价键键长地一半,称作该原子地共价半径();金属单质晶体中相邻原子核间距地一半称为金属半径();范德瓦尔斯半径()是晶体中靠范德瓦尔斯力吸引地两相邻原子核间距地一半,如稀有气体.资料个人收集整理,勿做商业用途 电负性:等人精确理论定义电负性为化学势地负值,是体系外势场不变地条件下电子地总能量对总电子数地变化率.资料个人收集整理,勿做商业用途 相变增韧:相变增韧是由含地陶瓷通过应力诱发四方相(相)向单斜相(相)转变而引起地韧性增加.当裂纹受到外力作用而扩展时,裂纹尖端形成地较大应力场将会诱发其周围亚稳向稳定转变,这种转变为马氏体转变,将产生近地体积膨胀和地剪切应变,对裂纹周围地基体产生压应力,阻碍裂纹扩展.而且相变过程中也消耗能量,抑制裂纹扩展,提高材料断裂韧性.资料个人收集整理,勿做商业用途 气团:晶体中地扩展位错为保持热平衡,其层错区与溶质原子间将产生相互作用,该作用被成为化学交互作用,作用地结果使溶质原子富集于层错区内,造成层错区内地溶质原子浓度与在基体中地浓度存在差别.这种不均匀分布地溶质原子具有阻碍位错运动地作用,也成为气团.资料个人收集整理,勿做商业用途 二、简述位错与溶质原子间有哪些交互作用.(分) 答:从交互做作用地性质来说,可分为弹性交互作用、静电交互作用和化学交互作用三类.弹性交互作用:位错与溶质原子地交互作用主要来源于溶质原子与基体原子间由于体积不同引起地弹性畸变与位错间地弹性交互作用.形成气团,甚至气团对晶体起到强化作用.弹性交互作用地另一种情况是溶质原子核基体地弹性模量不同而产生地交互作用.资料个人收集整理,勿做商业用途 化学交互作用:基体晶体中地扩展位错为保持热平衡,其层错区与溶质原子间将产生相互作用,该作用被成为化学交互作用,作用地结果使溶质原子富集于层错区内,造成层错区内地溶质原子浓度与在基体中地浓度存在差别,具有阻碍位错运动地作用.资料个人收集整理,勿做商业用途 静电交互作用:晶体中地位错使其周围原子偏离平衡位置,晶格体积发生弹性畸变,晶格畸变将导致自由电子地费米能改变,对于刃型位错来讲,滑移面上下部分晶格畸变量相反,导致滑移面两侧部分地费米能不相等,导致位错周围电子需重新分布,以抵消这种不平衡,从而形成电偶极,位错线如同一条电偶极线,在它周围存在附加电场,可与溶质原子发生静电交互作用.资料个人收集整理,勿做商业用途 三、简述点缺陷地特点和种类,与合金地性能有什么关系(分) 答:点缺陷对晶体结构地干扰作用仅波及几个原子间距范围地缺陷.它地尺寸在所有方向上均很小.其中最基本地点缺陷是点阵空位和间隙原子.此外,还有杂质原子、离子晶体中地非化学计量缺陷和半导体材料中地电子缺陷等.资料个人收集整理,勿做商业用途 在较低温度下,点缺陷密度越大,对合金电阻率影响越大.另外,点缺陷与合金力学性能之间地关系主要表现为间隙原子地固溶强化作用.资料个人收集整理,勿做商业用途 四、简述板条马氏体组织地组织形态、组织构成与强度与韧性地关系.(分) 答:板条马氏体地组织形态主要出现在低碳钢中,由许多成条排列地马氏体板条组成,大致平行地马氏体条组成地领域为板条束.每个晶粒内一般有个板条束,束地尺寸约为μ.一个马氏体板条束又由若干个板条组成,这些板条具有相同地惯习面,位向差很小,而板条束之间

微晶玻璃

二硅酸锂微晶玻璃材料综述 何志龙-3112007045 (金属材料强度国家重点实验室, 西安交通大学材料科学与工程学院,西安710049) 摘要:微晶玻璃以其优异的力学、化学、生物等性能,在国防、航空、建筑、电子、光学、化工、机械及医疗等领域作为结构材料、技术材料、光学材料、电绝缘材料等而获得广泛应用,吸引了许多研究者的关注。本文在参考学习了诸多相关文献的基础上,对微晶玻璃材料的制备、性能、应用及研究进展进行了论述,列举了人们在该领域取得的重要研究进展,以及微晶玻璃材料领域存在的研究难题。 关键词:晶化,微晶玻璃,综述,非均匀成核 1 研究背景与意义 自从1957年,美国康宁公司著名玻璃化学家S.D.Stookey研制出第一种微晶玻璃以来,微晶玻璃就凭借其组分广泛、性能优异、品种繁多而著称。由于析出的晶粒尺寸可控,与界面结合强度高,抗弯强度可以达到200MPa以上,大量微晶玻璃体系涌现出来,它们的形成机制也得到大量深入研究。 微晶玻璃又称玻璃陶瓷,它是将某些特定组成的基础玻璃,在一定温度下进行控制晶化,制得的一种同时含有微晶相和玻璃相的多晶固体材料。在热处理过程中,基础玻璃内部产生晶核及晶体长大,因为析出的晶体非常小,被称作微晶玻璃。 微晶玻璃既不同于陶瓷,也不同于玻璃。微晶玻璃与陶瓷的不同之处是:玻璃微晶化过程中的晶相是从单一均匀玻璃相或易产生相分离的区域,通过成核和晶体生长而产生的致密材料;而陶瓷材料中的晶相,除了通过固相反应出现的重结晶或新晶相以外,大部分是在制备陶瓷时通过组分直接引入的。微晶玻璃与玻璃的不同之处在于微晶玻璃是微晶体(尺寸为0.1-0.5μm)和残余玻璃组成的复相;而玻璃则是非晶态或无定形体。微晶玻璃可以是透明的或呈各种花纹和颜色的非透明体,而玻璃一般是各种颜色、透光率各异的透明体。 2 微晶玻璃分类 按照基础玻璃的组成,微晶玻璃主要有以下四大类: (1)硅酸盐类微晶玻璃 由碱金属、碱土金属的硅酸盐晶相组成,主晶相有:透辉石、顽辉石、硅灰石、二硅酸锂等,这些晶相的种类影响微晶玻璃的性能。其中,最早研究的矿渣微晶玻璃和光敏微晶玻璃属此类。

材料性能期中答案

1、What is the definition for Materials Properties (MP )?How do we classify materials properties?And please list some classification for MP.(材料特性(MP )的定义是什么?我们如何分类材料特性,请列出一些MP 的分类。) 答:MP :Materials ’Response to External Stimulus. 材料性能:材料在给定的外界条件下的行为。 怎样分类:根据材料对外界刺激做出的响应的类型进行分类。 分类:复杂性能(使用性能,工艺性能,复合性能) 化学性能(抗渗入性,耐腐蚀性等) 力学性能(刚度强度韧性等) 物理性能(热学光学磁学电学性能) 2. What is the core relationship between materials science and engineering? In order to obtain desired materials properties, what should we consider first to do with the materials? (材料科学与工程的核心是什么关系?为了获得所需的材料性能,我们应该首先考虑的材料的什么?) 答:材料科学与工程学的核心关系是性能(课件上面那个三角形的图) 为了提高对于材料性能的期望,我们首先要研究材料的结构与性能的关系,即研究材料学。 3. What is the most determinant for Materials mechanical properties? Why?(材料力学性能的决定因素是什么?为什么呢?) 答:材料的力学性能主要指材料在力的作用下抵抗变形和开裂的性能,影响材料力学性能的最重要的因素是材料的结构。这些结构包括:subatomic-atomic-molecular-nano-micro-macro.由于材料的结构决定了材料的屈服强度,塑性韧性,刚度等性质,所以材料的结构对材料的力学性能影响最大。 4. what is strength of materials? Please try to identify the difference yield strength ,tensile strength ,fatigue strength and theoretical fracture strength? (材料的强度是什么?请尝试找出屈服强度,拉伸强度,疲劳强度和理论断裂强度的差异?)(中文ppt) 材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力就是材料的强度。 屈服强度代表材料开始产生明显塑性变形的抗力 疲劳强度是材料在承受大小和方向同时间做周期性变化的交变应力时,往往在远小于强度极限甚至小于屈服极限的应力作用下就发生断裂。 理论断裂强度是无缺陷材料的理论预测值, 其中E 为杨氏模量,为解理面的表面能,a 为材料内部原子间的距离 5.Please describe yielding phenomena for materials, and its practical/engineering meaning. As long as there are no yielding phenomena for some materials, how do we determine the yield strength? (请描述为材料的屈服现象(书上p16),其实际/工程意义。有一些材料没有屈服现象,我们如何确定的屈服强度?) 屈服现象是材料开始产生明显塑性变形的标志,对应图中bd 段, 2 1)(a E c s γσ≈

电磁炉微晶玻璃面板市场分析要点

近年来,随着电磁炉市场的发展,微晶玻璃面板供求也较为紧俏,但是从2006年开始,由于多方面原因,电磁炉微晶玻璃面板的开始供大于求,从而也导致了2007年上半年电磁炉微晶玻璃面板价格暴跌。未来,电磁炉微晶玻璃面板市场又将如何呢? 市场需求及供应状况 从2000年开始,电磁炉市场以每年70%以上的市场增长率高速增长,从刚开始的100余万台猛增到了2005年的近4000万台。中怡康统计资料显示,2005年电磁炉市场零售量增长55.85%,市场零售额增长51.67%。当时,电磁炉市场被业界一致看好,预测在2006年市场容量将接近6000万台。 在电磁炉市场高速发展的同时,上游原材料特别是微晶玻璃面板也处于供不应求的状态。2004年和2005年,中国微晶玻璃面板行业有限的产能遇到电磁炉井喷式的市场增长,供应十分紧张,特别是到了每年9月份的市场旺季,购买微晶玻璃,甚至一板难求。当时,微晶玻璃面板市场出现了专业的“倒板户”,而且经济效益十分可观。 出于整个电磁炉行业的乐观估计,微晶玻璃行业开始了大规模的产能扩张。据不完全统计,2006年,中国微晶玻璃企业已经超过10家,窑炉数量37个,不算其他正在上马的企业,仅37个窑炉的年产能就超过1亿片。 “在2006年9月电磁炉的旺季前,大多数电磁炉企业对市场充满期待,制订了宏大的发展规划,同时为防止货源不足,还采购了大量的原材料,大量囤积微晶玻璃面板。”浙江湖州岱兴电器制品有限公司一位产品经理回忆一年前的场景时说。 但是,预期火爆的电磁炉市场却没有如期而至。2006年10月,重新审视市场后的电磁炉企业开始减少或者停止采购微晶玻璃面板,有的小电磁炉企业为了防止资金链断裂,开始低价抛售之前储备的原材料。于是,从2006年底到2007年上半年,在供应量加大、市场需求速度减缓、低价抛售、竞争激烈等多方面因素的影响下,电磁炉微晶玻璃面板的供求形势发生逆转。图1显示了2004年至今电磁炉用微晶玻璃面板的价格走势,与2006年10月相比,如今每片微晶玻璃面板每片的价格都有大幅度下降。 广东东莞市金业电子科技有限公司生活电器部项目经理邱明勇介绍说,随着微晶玻璃面板价格在2007年上半年降到最低点,一些小型或者新进入的面板行业的企业开始退出这个市场。 “经历了一次洗牌以后,微晶玻璃面板企业也开始理性对待市场。一些企业开始关停部分生产线,力求让整个行业供求得到平衡。”邱明勇称,2007年下半年微晶玻璃面板的单价开始止跌回升,上涨到20元左右。同时,曾经困扰微晶玻璃面板生产企业的原材料问题也得到了缓解,也减轻了微晶玻璃面板企业的经营压力。据了解,生产微晶玻璃的主要原材料之一碳酸锂曾经出现断货,令微晶玻璃面板企业颇为苦恼。作为电池材料、特种玻璃、陶瓷添加剂及各种锂化合物原料,碳酸锂需求量大,中国本地产能有限,需要从智利和澳大利亚等国进口。供不应求的形势使碳酸锂的价格节节攀升,2004年每吨为3万元,2006年1 月涨到每吨4万元,5月更是达到每吨6万元。不仅是价格上涨,而且供应严重不足,不少

微晶玻璃

微晶玻璃 摘要:本文介绍了微晶玻璃与普通玻璃和陶瓷的区别,通过分析组成将其分类。 同时描述了微晶玻璃的制备,性质,应用,浅析其发展趋势。 关键词:微晶玻璃组成制备性能应用 Abstract:This paper introduces the difference between microcrystalline glass and common glass and ceramics. Through the analysis of composition classified microcrystalline glass. At the same time, also describe microcrystalline glass’s preparation, property and application. Analysisthe trend of its development. Keywords: Microcrystalline glass preparation property application trend 1 前言 微晶玻璃又称微晶玉石或陶瓷玻璃,是综合玻璃,是一种外国刚刚开发的新型的建筑材料,它的学名叫做玻璃水晶。微晶玻璃和我们常见的玻璃看起来大不相同。它具有玻璃和陶瓷的双重特性,普通玻璃内部的原子排列是没有规则的,这也是玻璃易碎的原因之一。而微晶玻璃象陶瓷一样,由晶体组成,也就是说,它的原子排列是有规律的。所以,微晶玻璃比陶瓷的亮度高,比玻璃韧性强。但晶玻璃既不同于陶瓷,也不同于玻璃。微晶玻璃与陶瓷的不同之处是:玻璃微晶化过程中的晶相是从单一均匀玻璃相或已产生相分离的区域,通过成核和晶体生长而产生的致密材料;而陶瓷材料中的晶相,除了通过固相反应出现的重结晶或新晶相以外,大部分是在制备陶瓷时通过组分直接引入的[1]。微晶玻璃与玻璃的不同之处在于微晶玻璃是微晶体(尺寸为0.1~0.5μm)和残余玻璃组成的复相材料;而玻璃则是非晶态或无定形体。另外微晶玻璃可以是透明的或呈各种花纹和颜色的非透明体,而玻璃一般是各种颜色、透光率各异的透明体。 2分类及其组成 目前,问世的微晶玻璃种类繁多,分类方法也有所不同。通常按微晶化原理分为光敏微晶玻璃和热敏微晶玻璃;按基础玻璃的组成分为硅酸盐系统、铝硅酸盐系统、硼硅酸盐系统、硼酸盐和磷酸盐系统;按所用原料分为技术微晶玻璃(用一般的玻璃原料)和矿渣微晶玻璃(用工矿业废渣等为原料);按外观分为透明微晶玻璃和不透明微晶玻璃;按性能又可分为耐高温、耐腐蚀、耐热冲击、高强度、低膨胀、零膨胀、低介电损耗、易机械加工以及易化学蚀刻等微晶玻璃以及压电微晶玻璃、生物微晶玻璃等 晶玻璃的组成在很大程度上决定其结构和性能。按照化学组成微晶玻璃主要分为四类:硅酸盐微晶玻璃,铝硅酸盐微晶玻璃,氟硅酸盐微晶玻璃,磷酸盐微晶玻璃。 2.1 硅酸盐微晶玻璃 简单硅酸盐微晶玻璃主要由碱金属和碱土金属的硅酸盐晶相组成,这些晶相的性能也决定了微晶玻璃的性能。研究最早的光敏微晶玻璃和矿渣微晶玻璃属于 这类微晶玻璃。光敏微晶玻璃中析出的主要晶相为二硅酸锂(Li 2Si 2 O 5 ),这种晶 体具有沿某些晶面或晶格方向生长而成的树枝状形貌,实质上是一种骨架结构。

微晶石行业分析

微晶石行业分析 Document serial number【LGGKGB-LGG98YT-LGGT8CB-LGUT-

微晶石行业现状与前景分析 第一章微晶石概述 1.1微晶石的概念 微晶石是新型的装饰建筑材料,其中复合微晶石称为微晶玻璃复合板材,是将一层3—5mm的微晶玻璃复合在陶瓷玻化石的表面,经二次烧结后完全融为一体的高科技产品。 微晶石厚度在13—18mm,光泽度大于95。 1.2微晶石的生产工艺及技术方法 1.2.1 生产工艺 微晶石板材是由特定组份的玻璃颗粒在高温下烧结而成,其内部组织结构为玻璃相和结晶相共存,两者的比例决定了材料的理化性能和表面特性微晶石板材制造工艺流程。微晶石内部结晶相是从玻璃颗粒界面开始向中心生长,由于晶体生长方向各异及两种岩相组织共存,从而形成绚丽的表面花纹。由于微晶石是在高温下烧制而成,玻璃颗粒在高温下呈熔融状态,颗粒之间搭接空间所存在的空气以及颗粒内部原有的气泡被封闭在内无法排出从而在内部形成大量的气孔。这些气孔如出现在微晶石表面,即成为其表面缺陷,造成废品。与此同时,在熔融状态下,由于表面张力的作用,其表面形成一个“火抛光”表层,其厚度仅有几十微米,光泽度在70度以上。这层极薄的表层组织将内部气孔完全覆盖,从而确保了微晶石表面的装饰效果。故这层极薄的表层组织对微晶石表面质量极为重要。微晶石这种独特的组织结构,使之在磨抛和切割加工时具有独特的工艺性,不能简单套用天然石材的加工工艺相应的加工设备也应适应这种工艺变化。

1.2.2 技术方法 (1)烧结法:是将一定组分的配合料,投入到玻璃熔窑内,在高温下使配合料熔化、澄清、均化、冷却,然后,将合格的玻璃液导入冷水中,使其水淬成一定颗粒大小的玻璃颗粒,根据产品要求以一定级配铺在耐火材料模框内,送至隧道窑或梭式晶化窑中进行烧结晶化退火处理。 (2)压延法:是将已经混合好的配合料投入玻璃熔窑内进行熔制、澄清、均化,经压延机压制成型,进入晶化退火窑中进行核化、晶化及退火,按产品要求切裁、打磨、抛光。 (3)浮法:是一种新型生产工艺,是微晶材料生产技术的重要发展方向,较之目前市场上广泛采用的压延法和烧结法生产工艺,建筑微晶材料的浮法生产工艺使得板材通过锡液面浮抛成型。 1.3微晶石的分类 微晶石作为,逐渐走入人们的家庭,根据微晶石的原材料及制作工艺,可以把微晶石为三类:无孔微晶石、通体微晶石、复合微晶石。 1.3.1无孔石 无孔微晶石也称人造汉白玉,是一种多项理化指标均优于普通微晶石、天然石的新型高级环保石材,其最大的特点是通体无气孔、无杂斑点、光泽度高、吸水率为零、可打磨翻新,适用于外墙、内墙、地面、圆柱、洗手盆、台面等高级装修场所。 无孔微晶石生产车间 1.3.2 通体石

微晶玻璃成分

微晶玻璃的化学组成 微晶玻璃的化学组成包括基础玻璃成分和成核剂两部分.为了满足玻璃的形成和工艺要求,基础玻璃成分一般都含有一定量的SiO2、B2O3、P2O5和以【AlO4】形式存在的Al2O3等玻璃网络形成体,以【AlO6】形式存在的Al2O3和ZnO等玻璃网络中间体及包括碱金属与碱土金属氧化物在内的玻璃网络调整体。而为了获得无气泡的基础玻璃,通常在基础玻璃组分中引入一定量的澄清剂(如Na2SO4/C、Sb2O3、Na2SiF6等)。此外,为了诱导或促进基础玻璃在热处理过程中的晶核形成,促进玻璃的整体晶化,通常需要引入成核剂。根据基础玻璃成分,可将微晶玻璃分为硅酸盐、铝硅酸盐、硼硅酸盐、硼酸盐和磷酸五大系统。成核剂可以分成三大类:一类是Au、Ag、Cu、Pt、Ru等贵金属盐类物质,当这里物质与玻璃配合料一起熔融时,贵金属元素在高温时以离子状态存在,而在低温下则分解还原成贵金属原子,这些原子经过一定的热处理将在玻璃结构中形成高度分散的金属晶体颗粒,从而实现诱导析晶。另一类是阳离子电荷高、场强大、积聚作用强的氧化物,如ZrO2、TiO2、P2O5等,这三种物质对玻璃的成核作用有所不同。一般认为,ZrO2的成核作用是先从母体玻璃中析出富含锆氧的微不均匀区,进而诱导母体玻璃成核;TiO2的成核作用是先从母体玻璃中析出富含钛酸盐相(无定形态),在一定条件下,这种液相将转变成结晶相,进而使母体玻璃形成晶核;P2O5与前两种成核剂的作用机制不同,由于P5+的场强比Si4+大,有加速硅酸盐玻璃分相的作用,从而促使玻璃核化。ZrO2、TiO2与P2O5是制备微晶玻璃最常用的三种成核剂,除此之外,Cr2O3、Fe2O3等也可作为成核剂使用,但由于它们能使玻璃着色,故很少采用。还有一类成核剂是氟化钙(CaF2)、冰晶石(Na2AlF6)、氟硅酸钠(Na2SiF-6)和氟化镁(MgF2)等氧化物。一般认为氟的加入起减弱玻璃结构的作用,用F-取代O2-造成硅氧网络结构的断裂,这是氟化物诱导玻璃成核的主要原因。另外,当氟含量大于2%~4%时,氟化物就会在冷却(或热处理)过程中从熔体中分离出来,形成细结晶状的沉淀物而引起玻璃乳浊(分相),从而促使玻璃成核。

可加工微晶玻璃

微晶玻璃陶瓷性能指标 可加工微晶玻璃陶瓷是以合成云母为主晶相的氟金云母微晶玻璃,主要成分是氟金云母(Mg3K[AlF2O(SiO3)3]).和以二氧化硅为主要成分的玻璃组成。材料类似MACOR。性能基本一致。 可加工陶瓷性能表:(Machinable Glass Ceramic)

可加工陶瓷,其定义为:可以用对金属加工的工具和器械对其进行钻孔、车削、铣削、攻丝等加工并获得精密尺寸的陶瓷材料。 我公司生产的可加工陶瓷MACRE㊣是一种多晶复相材料,是以合成云母微晶为主晶相的微晶玻璃。该材料又叫微晶玻璃陶瓷。这种材料颜色洁白,组织致密。微晶量占总体积的50%以上,微晶颗粒在5ν—20μ之间。它是七十年代出现的新材料,有一系列优良特性,有广泛的用途。可加工陶瓷有较高的机械强度,优良的介电性质和热性能,良好的化学稳定性。可加工陶瓷的最突出的特点是良好的可加工性。它可采用通用的金属加工设备进行车、铣、刨、锯、磨、切、攻丝等加工成形状复杂的各种零件,且能达到相当高的加工精度。不需要特殊的刀具和设备。 可加工陶瓷材料有优良的电绝缘性能(电击穿达到40KV/A每毫米),较高的机械强度,耐急冷急热性(耐零下200度到800度急冷急热,在焊接夹具、光学玻璃成型模具等方面广泛使用)。其耐腐蚀性也优于普通陶瓷,其优良耐腐蚀性使其应用于各类化工设备中,相对聚四氟乙烯,它更耐腐蚀,不老化,使用寿命长。可加工陶瓷真空放气率极低(广泛应用于各类真空设备、光伏真空镀膜设备等),另可加工陶瓷在电磁方面也性能优良,现已大规模用做各类线圈骨架,典型应用在导弹陀螺仪器线圈骨架,我公司已为二炮提供各类导弹陀螺仪线圈骨架十多年。获得多家军工单位一致好评。 可加工陶瓷最突出的特点在于它的可加工性,能满足高精度技术要求,无需开模,直接加工成型,大大缩减设计及加工周期。可加工陶瓷能灵活的应用于各种需要形状复杂、精度要求高、成型难度大、(如各种陶瓷薄壁、陶瓷螺纹等)的结构陶瓷件之场合。

材料结构与性能试题及详细答案

《材料结构与性能》试题 一、名词解释(20分) 原子半径,电负性,相变增韧、Suzuki气团 原子半径:按照量子力学的观点,电子在核外运动没有固定的轨道,只是概率分布不同,因此对原子来说不存在固定的半径。根据原子间作用力的不同,原子半径一般可分为三种:共价半径、金属半径和范德瓦尔斯半径。通常把统和双原子分子中相邻两原子的核间距的一半,即共价键键长的一半,称作该原子的共价半径(r c);金属单质晶体中相邻原子核间距的一半称为金属半径(r M);范德瓦尔斯半径(r V)是晶体中靠范德瓦尔斯力吸引的两相邻原子核间距的一半,如稀有气体。 电负性:Parr等人精确理论定义电负性为化学势的负值,是体系外势场不变的条件下电子的总能量对总电子数的变化率。 相变增韧:相变增韧是由含ZrO2的陶瓷通过应力诱发四方相(t相)向单斜相(m相)转变而引起的韧性增加。当裂纹受到外力作用而扩展时,裂纹尖端形成的较大应力场将会诱发其周围亚稳t-ZrO2向稳定m-ZrO2转变,这种转变为马氏体转变,将产生近4%的体积膨胀和1%-7%的剪切应变,对裂纹周围的基体产生压应力,阻碍裂纹扩展。而且相变过程中也消耗能量,抑制裂纹扩展,提高材料断裂韧性。 Suzuki气团:晶体中的扩展位错为保持热平衡,其层错区与溶质原子间将产生相互作用,该作用被成为化学交互作用,作用的结果使溶质原子富集于层错区内,造成层错区内的溶质原子浓度与在基体中的浓度存在差别。这种不均匀分布的溶质原子具有阻碍位错运动的作用,也成为Suzuki气团。 二、简述位错与溶质原子间有哪些交互作用。(15分) 答:从交互做作用的性质来说,可分为弹性交互作用、静电交互作用和化学交互作用三类。 弹性交互作用:位错与溶质原子的交互作用主要来源于溶质原子与基体原子间由于体积不同引起的弹性畸变与位错间的弹性交互作用。形成Cottrell气团,甚至Snoek气团对晶体起到强化作用。弹性交互作用的另一种情况是溶质原子核基体的弹性模量不同而产生的交互作用。 化学交互作用:基体晶体中的扩展位错为保持热平衡,其层错区与溶质原子间将产生相互作用,该作用被成为化学交互作用,作用的结果使溶质原子富集于层错区内,造成层错区内的溶质原子浓度与在基体中的浓度存在差别,具有阻碍位错运动的作用。 静电交互作用:晶体中的位错使其周围原子偏离平衡位置,晶格体积发生弹性畸变,晶格畸变将导致自由电子的费米能改变,对于刃型位错来讲,滑移面上下部分晶格畸变量相反,导致滑移面两侧部分的费米能不相等,导致位错周围电子需重新分布,以抵消这种不平衡,从而形成电偶极,位错线如同一条电偶极线,在它周围存在附加电场,可与溶质原子发生静电交互作用。 三、简述点缺陷的特点和种类,与合金的性能有什么关系(15分) 答:点缺陷对晶体结构的干扰作用仅波及几个原子间距范围的缺陷。它的尺寸在所有方向上均很小。其中最基本的点缺陷是点阵空位和间隙原子。此外,还有杂质原子、离子晶体中的非化学计量缺陷和半导体材料中的电子缺陷等。 在较低温度下,点缺陷密度越大,对合金电阻率影响越大。另外,点缺陷与合金力学性能之间的关系主要表现为间隙原子的固溶强化作用。

微晶玻璃简述

微晶玻璃简要概述 刘帅聪 (无机非金属材料工程1301班,湖南工学院材料与化学工程学院 湖南衡阳 421002) 摘要 微晶玻璃是通过基础玻璃或其它材料在加热过程中进行控制晶化而得到的一种中含有大量微晶体和玻璃体的复合固体材料。由于其机械强度高、热膨胀性可调、抗热震性好、耐化学腐蚀、介电损耗低、电绝缘性好等优越的综合性能,已在许多领域得到广泛的应用。 关键词微晶玻璃特点制备工艺应用发展 Brief Introduction of Glass - Ceramics Shuai Cong Liu (Inorganic Nonmetallic Materials Engineering1301class,Hunan Institute of TechnologyDepartment of Material and Chemical Engineering Hunan Hengyang 421002) Abstract: Crystalline glass is a composite solid material containing a large amount of microcrystals and vitreous bodies obtained by controlling crystallization during the heating process by the base glass or other materials. Because of its high mechanical strength, adjustable thermal expansion, good thermal shock resistance, chemical resistance, low dielectric loss, good electrical insulation properties such as superior performance, has been widely used in many fields. Key words: glass - ceramics, characteristics, preparation technology, application development

当前玻璃行业出口的探究

当前玻璃行业出口的探究 1引言 玻璃行业是个传统的工业品行业,但其对于社会和经济的发展仍然起着很大的作用,从建筑用的建筑幕墙和门窗玻璃、艺术装饰玻璃,到电子仪表玻璃,再到玻璃器械和玻璃制品。以上各种以玻璃为材料的产品均要受到玻璃原片行业的制约,对于玻璃原片行业的定义根据不同的标准有不同的分类,国内市场习惯划分为玻璃原片、浮法玻璃、平板玻璃、格法玻璃、压延玻璃、超薄玻璃、超白玻璃、白玻、茶玻、蓝玻、灰玻、绿玻、玉石玻璃、黑玻等。 为了便于采集对外贸易的数据,本文采用的是根据海关合作理事会(CCC)制定的《商品名称和编码协调制度》(HS2002)中7001,7002,7003,7004和7005五个产品种类,其中包含了16小类,名称及具体编码可见表1。 2衡量中国玻璃原片行业的国际竞争力的指标 对于产业国际竞争力如何定义,不同的学者和机构之间存在着较大的争议。从国际贸易的角度出发,定义为出口份额及其增长;从过程的角度出发,定义为创新能力;从效率的角度出发,定义为生产率。本文认为产业国际竞争力是生产率、销售能力、价格、质量等诸多方面的综合能力。国内学者对于产业竞争力评价体系进行了大量的研究,但在产业国际竞

争力的实证分析中引用较多的是1995年中国社会科学院工业研究所金碚研究员领导的课题组所做的相关研究。本文力图在此基础上对中国玻璃原片行业的国际竞争力作详细的实证分析,相关产业竞争力评价指标简要介绍如下。 1贸易竞争指数 贸易竞争指数是指某一产业或产品的净出口与其进出口总额之比,用公式表示为TSC=(Ei-Ii)/(Ei+Ii)。其中Ei为产品i的出口总额;Ii为产品i的进口总额。贸易竞争指数表明一个国家的i类产品是净进口国,还是净出口国,以及净进口或净出口的相对规模。贸易竞争指数为正,表明该国i产品的生产效率高于国际水平,对于世界市场来说,该国是i类产品的净供应国,具有较强的出口竞争力;贸易竞争指数为负则表明该国i类产品的生产效率低于国际水平,出口竞争力较弱;如果指数为零,则说明该国i类产品的生产效率与国际水平相当,其进出口纯属与国际间进行品种交换。 2市场占有率 国际市场占有率的定义为:i国a产品的国际市场占有率=i国a产品出口额/世界a产品出口总额。其是用来比较若干个国家或地区某类产品在国际市场上的竞争力大小,占有率越高表示竞争力越强。3质量与附加值(进出口价格比) 同类产品出口价格与进口价格比较,可以间接地反映一国产品在质量(附加价值)上与国际市场产品的差别。用公式

微晶石分类及优缺点

微晶石培训资料 微晶石是一种采用天然无机材料,运用高新技术经过两次高温烧结而成的新型绿色环保高档建筑装饰材料。具有板面平整洁净,色调均匀一致,纹理清晰雅致,光泽柔和晶莹,色彩绚丽璀璨,质地坚硬细腻,不吸水防污染,耐酸碱抗风化,绿色环保、无放射性毒害等优质素质。这些优良的理化性能都是天然石材所不可比拟的。各种规格的、不同颜色的平面板、弧型板可用于建筑物的内外墙面、地面、圆柱、台面和家具装饰等任何需要石材建设、装饰的地点。 微晶石作为新型建筑材料,逐渐走入人们的家庭,根据微晶石的原材料及制作工艺,可以把微晶石瓷砖为三类:无孔微晶石、通体微晶石、复合微晶石。 无孔微晶石 无孔微晶石也称人造汉白玉,是一种多项理化指标均优于普通微晶石、天然石的新型高级环保石材,其色泽纯正、不变色、无辐射、不吸污、硬度高、耐酸碱、耐磨损等特性。其最大的特点是:通体无气孔、无杂斑点、光泽度高、吸水率为零、可打磨翻新。祢补了普通微晶石,天然石的缺陷。适用于外墙、内墙、地面、圆柱、洗手盆、台面等高级装修场所。 通体微晶 通体微晶石亦称微晶玻璃,是一种新型的高档装饰材料。它是以天然无机材料、采用特定的工艺、经高温烧结而成。具有无放射、不吸水.不腐蚀.不氧化.不褪色.无色差.不变形、强度高、光泽度高等优良特性。 微晶石之所以性能优于天然花岗石、大理石、合成石及人造大理石,与他所含的物质成分及成型有关。花岗石是由石英、长石、云母等颗粒组成。石英的硬度很高,但云母的强度却很低,受自然形成的限制,颗粒之间缺少强力的结合物质。因此,花岗石的强度受到影响,而表面颗粒的剥落又降低了石材的光泽度,而且易滑。 大理石是沉积岩,组成大理石的细微颗粒之间没有熔融结合物质,所以强度更低。另外,大理石的主要成分是碳酸钙,大气中的二氧化碳和化学湿气、酸雨等都会侵蚀。因此,大理石不但易破损,更易污染,出现色差、色斑。 人造大理石、合成石是以有机高分子树脂为基料,混入石粉压制成型,因此,易磨损、易老化、易褪色、温度变化后易变形,强度低。 微晶石是选取花岗石中的几种主要成分经高温,从特殊成分的玻璃液中析出特殊的晶相。因此,具有很高的硬度和强度,在成型过程中又经过二次的高温熔融定型,因此,没有天然石材形成的纹理,所以既不易断裂、不吸水,又不怕侵蚀和污染,光泽度也高.装饰后不会出现色差、泛碱、吐汁等现象。不需保养维护。

微晶玻璃 第一章

1 绪论 1.1 微晶玻璃的定义 1.1.1 定义及特性 微晶玻璃(glass-ceramic)又称玻璃陶瓷,是将特定组成的基础玻璃,在加热过程中通过控制晶化而制得的一类含有大量微晶相及玻璃相的多晶固体材料。 玻璃是一种非晶态固体,从热力学观点看,它是一种亚稳态,较之晶态具有较高的内能,在一定的条件下,可转变为结晶态。从动力学观点看,玻璃熔体在冷却过程中,黏度的快速增加抑制了晶核的形成和长大,使其难以转变为晶态。微晶玻璃就是人们充分利用玻璃在热力学上的有利条件而获得的新材料。 微晶玻璃既不同于陶瓷,也不同于玻璃。微晶玻璃与陶瓷的不同之处是:玻璃微晶化过程中的晶相是从单一均匀玻璃相或已产生相分离的区域,通过成核和晶体生长而产生的致密材料;而陶瓷材料中的晶相,除了通过固相反应出现的重结晶或新晶相以外,大部分是在制备陶瓷时通过组分直接引入的。微晶玻璃与玻璃的不同之处在于微晶玻璃是微晶体(尺寸为0.1~0.5μm)和残余玻璃组成的复相材料;而玻璃则是非晶态或无定形体。另外微晶玻璃可以是透明的或呈各种花纹和颜色的非透明体,而玻璃一般是各种颜色、透光率各异的透明体。 尽管微晶玻璃的结构、性能及生产方法与玻璃和陶瓷都有一定的区别,但是微晶玻璃既有玻璃的基本性能,又具有陶瓷的多相特征,集中了玻璃和陶瓷的特点,成为一类独特的新型材料。 微晶玻璃具有很多优异的性能,其性能指标往往优于同类玻璃和陶瓷。如热膨胀系数可在很大范围内调整(甚至可以制得零膨胀甚至是负膨胀的微晶玻璃);机械强度高;硬度大,耐磨性能好;具有良好的化学稳定性和热稳定性,能适应恶劣的使用环境;软化温度高,即使在高温环境下也能保持较高的机械强度;电绝缘性能优良,介电损耗小、介电常数稳定;与相同力学性能的金属材料相比,其密度小但质地致密,不透水、不透气等。并且微晶玻璃还可以通过组成的设计来获取特殊的光学、电学、磁学、热学和生物等功能,从而可作为各种技术材料、结构材料或其他特殊材料而获得广泛的应用。 微晶玻璃的性能主要决定于微晶相的种类、晶粒尺寸和数量、残余玻璃相的性质和数量。以上诸因素,又取决于原始玻璃的组成及热处理制度。热处理制度不但决定微晶体的尺寸和数量,而且在某些系统中导致主晶相的变化,从而使材料性能发生显著变化。另外,晶核剂的使用是否适当,对玻璃的微晶化也起着关键作用。微晶玻璃的原始组成不同,其主晶相的种类不同,如硅灰石、β-石英、β-锂辉石、氟金云母、尖晶石等。因此通过调整基础玻璃成分和工艺制度,就可以制得各种符合性能要求的微晶玻璃。 1.1.2 微晶玻璃的种类 目前,问世的微晶玻璃种类繁多,分类方法也有所不同。通常按微晶化原理分为光敏微晶玻璃和热敏微晶玻璃;按基础玻璃的组成分为硅酸盐系统、铝硅酸盐系统、硼硅酸盐系统、硼酸盐和磷酸盐系统;按所用原料分为技术微晶玻璃(用一般的玻璃原料)和矿渣微晶玻璃(用工矿业废渣等为原料);按外观分为透明微晶玻璃和不透明微晶玻璃;按性能又可分为耐高温、耐腐蚀、耐热冲击、高强度、低膨胀、零膨胀、低介电损耗、易机械加工以及易化学蚀刻等微晶玻璃以及压电微晶玻璃、生物微晶玻璃等。表1-1列出了常用微晶玻璃的基础组成、主晶相及其主要特性。 表1-1常用微晶玻璃的组成、主晶相及主要特性

最新材料科学基础课后习题答案

《材料科学基础》课后习题答案 第一章材料结构的基本知识 4. 简述一次键和二次键区别 答:根据结合力的强弱可把结合键分成一次键和二次键两大类。其中一次键的结合力较强,包括离子键、共价键和金属键。一次键的三种结合方式都是依靠外壳层电子转移或共享以形成稳定的电子壳层,从而使原子间相互结合起来。二次键的结合力较弱,包括范德瓦耳斯键和氢键。二次键是一种在原子和分子之间,由诱导或永久电偶相互作用而产生的一种副键。 6. 为什么金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体为高? 答:材料的密度与结合键类型有关。一般金属键结合的固体材料的高密度有两个原因:(1)金属元素有较高的相对原子质量;(2)金属键的结合方式没有方向性,因此金属原子总是趋于密集排列。相反,对于离子键或共价键结合的材料,原子排列不可能很致密。共价键结合时,相邻原子的个数要受到共价键数目的限制;离子键结合时,则要满足正、负离子间电荷平衡的要求,它们的相邻原子数都不如金属多,因此离子键或共价键结合的材料密度较低。 9. 什么是单相组织?什么是两相组织?以它们为例说明显微组织的含义以及显微组织对性能的影响。 答:单相组织,顾名思义是具有单一相的组织。即所有晶粒的化学组成相同,晶体结构也相同。两相组织是指具有两相的组织。单相组织特征的主要有晶粒尺寸及形状。晶粒尺寸对材料性能有重要的影响,细化晶粒可以明显地提高材料的强度,改善材料的塑性和韧性。单相组织中,根据各方向生长条件的不同,会生成等轴晶和柱状晶。等轴晶的材料各方向上性能接近,而柱状晶则在各个方向上表现出性能的差异。对于两相组织,如果两个相的晶粒尺度相当,两者均匀地交替分布,此时合金的力学性能取决于两个相或者两种相或两种组织组成物的相对量及各自的性能。如果两个相的晶粒尺度相差甚远,其中尺寸较细的相以球状、点状、片状或针状等形态弥散地分布于另一相晶粒的基体内。如果弥散相的硬度明显高于基体相,则将显著提高材料的强度,同时降低材料的塑韧性。 10. 说明结构转变的热力学条件与动力学条件的意义,说明稳态结构和亚稳态结构之间的关系。 答:同一种材料在不同条件下可以得到不同的结构,其中能量最低的结构称为稳态结构或平衡太结构,而能量相对较高的结构则称为亚稳态结构。所谓的热力学条件是指结构形成时必须沿着能量降低的方向进行,或者说结构转变必须存在一个推动力,过程才能自发进行。热力学条件只预言了过程的可能性,至于过程是否真正实现,还需要考虑动力学条件,即反应速度。动力学条件的实质是考虑阻力。材料最终得到什么结构取决于何者起支配作用。如果热力学推动力起支配作用,则阻力并不大,材料最终得到稳态结构。从原则上讲,亚稳态结构有可能向稳态结构转变,以达到能量的最低状态,但这一转变必须在原子有足够活动能力的前提下才能够实现,而常温下的这种转变很难进行,因此亚稳态结构仍可以保持相对稳定。 第二章材料中的晶体结构 1. 回答下列问题: (1)在立方晶系的晶胞内画出具有下列密勒指数的晶面和晶向: 32)与[236] (001)与[210],(111)与[112],(110)与[111],(132)与[123],(2 (2)在立方晶系的一个晶胞中画出(111)和(112)晶面,并写出两晶面交线的晶向指数。 解:(1)

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