X无机非金属材料基础课程教学大纲.docx
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X无机非金属材料基础课程教学大纲
X2130021无机非金属材料基础课程教学大纲
课程名称：
无机非金属材料基础
英文名称：
Inorganicnon-metallicmaterialsbase
课程编号：
X2130021
学时数：
96
其中实验（实训）学时数：
12课外学时数：
0
学分数：
6.0
适用专业：
无机非金属材料工程
一、课程的性质和任务
《无机非金属材料基础》是无机非金属材料工程专业方向的主要专业基础课，是在《物理化学》课程的基础上开设的，通过总结和概括无机非金属材料工业生产的共性规律而形成的，其任务是阐明无机非金属材料的组成与结构、制备与加工、性质、使用性能等材料科学与工程主要要素之间的相互关系及其制约规律。
该课程主要研究固体结构、晶体缺陷、熔体和玻璃体、表面与界面、粘土—水系统胶体化学、相平衡、扩散、固相反应及烧结等。
通过本门课的学习，使学生掌握无机非金属材料的基本理论和知识，指导材料的设计和应用，为将来学好专业课程、从事材料科学研究和工程技术工作打下坚实的理论基础。
二、课程教学内容的基本要求、重点和难点
（一）固体结构
了解32种点群、230种空间群和共价晶体结构。
掌握晶体的空间点阵、晶向和晶面指数、晶体的对称性等结晶学基础知识。
熟练掌握三种典型的金属晶体结构、合金相结构、离子晶体结构和硅酸盐晶体结构。
重点：
结晶学基本原理及典型的金属晶体、合金相、离子晶体结构。
难点：
空间点阵和鲍林规则。
（二）晶体缺陷
掌握各种晶体结构缺陷的基本类型、形成规律。
了解点缺陷的平衡浓度、柏氏矢量。
重点：
热缺陷、位错的基本类型和特征及表界面。
难点：
缺陷反应。
（三）熔体和玻璃体
了解熔体和玻璃体的基本结构和性质，玻璃体的通性、玻璃的形成条件及一般性质；理解熔体的基本结构和玻璃结构学说；掌握各离子在熔体和玻璃体中的作用，粘度与组成的关系；熟练掌握玻璃网络参数的计算。
重点：
各离子在熔体和玻璃体中的作用，粘度与组成的关系，计算玻璃网络参数。
难点：
玻璃的形成条件。
（四）表面与界面
了解固体表面和粉体表面结构、性质；掌握吸附与表面改性及表面改性的原因；熟练掌握润湿及相分布。
重点：
吸附与表面改性，润湿及相分布。
难点：
固体表面结构。
（五）粘土—水系统胶体化学
了解粘土胶团结构、粘土—水系统的胶体性质、瘠性料的悬浮与塑化；理解粘土荷电原因、动电电位、影响粘土动电电位的因素、泥浆胶溶必须具备的条件及离子的吸附与交换。
重点：
粘土胶团结构，粘土荷电原因，动电电位。
难点：
粘土的动电电位。
（六）相平衡
了解相平衡基础知识与四元相图；掌握一元、二元相图的基本规律及基本类型；熟练掌握三元相图基本规律及基本类型。
重点：
三元相图基本规律及基本类型。
难点：
四元相图。
（七）扩散
了解扩散基本概念、扩散的分类、扩散动力学方程；理解扩散机构和扩散系数；掌握影响扩散系数的因素。
重点：
扩散机构和扩散系数。
难点：
扩散动力学方程。
（八）固相反应
了解固相反应过程、固相反应分类及固相反应特点；掌握固相反应动力学方程及影响固相反应的因素。
重点：
固相反应动力学方程。
难点：
固相反应动力学方程。
（九）烧结
了解烧结基本过程；掌握烧结过程及机理；熟练掌握固相烧结、液相烧结及影响烧结因素。
重点：
烧结过程及机理，固相烧结和液相烧结。
难点：
固相反应机理。
三、教学方式及学时分配
序号
主要内容
主要教学
方式
学时
分配
辅导答疑
比例
一
固体结构
讲授+讨论
16
2：
1
二
晶体缺陷
讲授
10
2：
1
三
熔体和玻璃体
讲授
6
2：
1
四
表面与界面
讲授
6
2：
1
五
粘土—水系统胶体化学
讲授
6
2：
1
六
相平衡
讲授
18
2：
1
七
扩散
讲授
4
2：
1
八
固相反应
讲授
6
2：
1
九
烧结
讲授
6
2：
1
十
习题
练习
4
十一
测验
2
十二
综合性实验
实验
12
四、课程其他教学环节要求
1、实验教学
实验学时数为：
12
实验项目及内容详见实验教学大纲
2、作业
每个重要知识点应布置一定数量的习题，以计算题、简答题和相图分析题为主，及时对作业进行批改，并就共性问题进行集中讲解。
五、本课程与其他课程的联系
本课程设在《物理化学》课程教学之后进行的，是为下一阶段的专业课学习打基础的课程。
六、教学参考书目
《硅酸盐物理化学》丁子上等编中国建筑出版社1986年
《硅酸盐物理化学》饶东生编冶金工业出版社1991年
《陶瓷导论》W.D金格瑞等编清华大学集体译1982年
《陶瓷物理化学》范福康等编中国建筑出版社1981年
大纲撰写人：
田琳李国华关研
大纲审阅人：
张玲
负责人：
陈树江
X2130031无机非金属材料热工基础课程教学大纲
课程名称：
无机非金属材料热工基础
英文名称：
ThermalProcessBasisinInorganicNon-metalMaterialsIndustry
课程编号：
x2130031
学时数：
80
其中实验学时数：
6课外学时数：
0
学分数：
5
适用专业：
无机非金属材料工程
一、课程的性质和任务
本课程是无机非金属材料工程专业一门重要的专业基础课，主要讲授动量传输、热量传输、质量传输和燃料及其燃烧的基本概念、基本理论、基本定律及基本计算。
它所提供的有关流体运动、热量交换、质量传递、燃料燃烧的基本知识，不仅在热工设备上广泛应用，同时对于本专业所涉及的工程及材料学的研究都是不可缺少的。
二、课程教学内容的基本要求、重点和难点
（一）动量传输
了解动量传输的基本概念、连续性介质模型及流体的属性，掌握作用在流体上力的分析方法；了解流体静力学平衡微分方程，熟练掌握流体静力学基本方程式及其应用；了解描述流体运动的两种方法、流体流动的连续性方程、欧拉运动方程，熟练掌握单流体、双流体柏努利方程及其应用；掌握流体运动过程中的能量损失，了解管道计算方法及烟囱的工作原理；掌握可压缩性流体的运动规律、气流参数与流通截面的关系、可压缩气体经管嘴及拉瓦尔喷管的流动规律。
重点：
流体静力学基本方程，单流体、双流体柏努利方程。
难点：
流体力学基本方程的推导，可压缩气体经管嘴及拉瓦尔喷管的流动。
（二）热量传输
了解热量传输的基本概念，理解、掌握热量传输的基本定律；熟练掌握平壁导热、圆筒壁导热，了解球壁导热；了解对流换热过程、换热微分方程及相似理论在对流换热中的应用；掌握流体自由运动换热，了解流体在管内受迫运动换热及流体横向流过圆管的换热；熟练掌握固体间的辐射与吸收，了解气体辐射和火焰辐射，熟练掌握综合传热。
重点：
热量传输的基本定律，平壁导热，圆筒壁导热，流体自由运动换热，固体间的辐射与吸收，综合传热。
难点：
边界层理论，相似理论。
（三）传质原理
了解传质的基本概念，传质的基本方式，传质过程的基本方程式，对流传质的基本公式，对流传质的微分方程与对流传质相似，掌握湿空气的主要参数及湿空气的I-X图，了解I-X图的应用。
重点：
分子扩散传质，湿空气的I-X图；难点：
对流传质相似。
（四）燃料及燃料的燃烧
熟练掌握燃料的特性，各类燃料燃烧所需空气量、燃烧产物量、燃烧产物成分的计算；了解空气过剩系数的计算、燃烧温度的计算及各类燃料的燃烧过程。
重点：
各类燃料的燃烧计算；难点：
各类燃料的燃烧过程。
三、教学方式及学时分配
序号
主要内容
主要教学
方式
学时
分配
辅导答疑
比例
一
动量传输
讲授
28
2：
1
二
热量传输
讲授
26
2：
1
三
传质原理
讲授
6
2：
1
四
燃料及燃料的燃烧
讲授
14
2：
1
四、课程其他教学环节要求
1）实验环节
实验学时数为：
6
实验项目及内容详见实验教学大纲
2）作业要求
由于本门课抽象难懂且理论复杂，为加深学生认识，提高学生理论与实践相结合的自觉性，适当增加作业量，计算题占主体，适当考虑问答题。
五、本课程与其他课程的联系
本课程的先修课程是高等数学、工程数学以及物理化学。
六、教学参考书目
《冶金炉热工基础》 刘人达主编 冶金工业出版社 1980年7月
《冶金传输原理》 张先棹主编冶金工业出版社 1988年10月
《硅酸盐工业热工过程及设备》 姜金宁主编 冶金工业出版社1984年6月
大纲撰写人：
曲殿利
大纲审阅人：
张玲
负责人：
陈树江
X3130011无机非金属材料机械设备课程教学大纲
课程名称：
无机非金属材料机械设备
英文名称：
MechanicalEquipmentsinInorganicNon-metalMaterialsIndustry
课程编号：
x3130011
学时数：
40
其中实验（实训）学时数：
0课外学时数：
8
学分数：
2.5
适用专业：
无机非金属材料工程
一、课程的性质和任务
本课程是无机非金属材料工程专业的专业课，按照辽宁科技大学卓越工程师培养计划的总体要求，以培养无机非金属材料专业高素质创新型工程技术人才为目标，培养学生在无机非金属材料生产方面具有设备的设计选型和使用的初步能力，培养具有创新精神和较强实践能力的应用型高级工程技术人才。
该课程重点讲授破粉碎设备和混合设备、输送设备、成型设备、除尘设备的工作原理、构造、技术参数的计算等，并简要介绍几种主要设备的安装、维护、检修方面的内容；并对液压传动作简要介绍。
二、课程教学内容的基本要求、重点和难点
（一）概述
了解破粉碎的基本理论，理解物料可碎性的划分，掌握破粉碎、破碎比的概念，破碎的主要方法。
重点：
破碎比、破碎方法
难点：
破粉碎筛分流程，破碎比的计算
（二）破碎设备
理解颚式破碎机、圆锥破碎机、辊式破碎机、冲击式破碎机的分类；掌握颚式破碎机、圆锥破碎机、辊式破碎机、冲击式破碎机的构造、工作原理及工艺参数的设定。
重点：
各破碎设备的构造及工作原理。
难点：
破碎设备工艺参数的确定。
（三）磨碎设备
了解磨机的发展过程，掌握筒磨机、振动式球磨机、环辊粉磨机、笼型粉碎机的构造、工作原理及工艺参数的设定。
重点：
筒磨机、振动式球磨机、环辊粉磨机的构造及工作原理。
难点：
筒磨机的构造，筒磨机研磨体的运动状态及装载量；环辊磨机的工作流程。
（四）筛分设备
了解筛分设备的分类，掌握筛制的确定，筛分设备的种类介绍。
重点：
公制筛及泰勒标准筛的筛制确定；常用筛分设备的工作原理。
难点：
筛制的确定。
（五）混合设备
理解泥碾机、双轴搅拌机的结构及工作原理。
掌握泥碾机的操作注意事项。
重点：
泥碾机的构造及工作原理，混料的注意事项。
难点：
物料的加料顺序的确定。
（六）运输设备
掌握皮带输送机、螺旋输送机、斗式提升机的构造、分类和工作原理。
了解气力输送设备的组成及工作原理。
重点：
掌握皮带输送机、螺旋输送机、斗式提升机的构造，应用范围。
难点：
输送设备工艺参数的确定；
（七）成型设备
掌握摩擦压砖机的工作原理、构造。
摩擦压砖机的分类、参数选择。
重点：
普通摩擦压砖机与高冲程摩擦压砖机的区别；摩擦压砖机压力的确定。
（八）液压传动简介
掌握液压传动系统的组成；液压传动系统的职能符号表示，简单液压系统的工作过程。
重点：
液压传动系统的组成；
难点：
液压系统的工作过程
（九）除尘设备
了解旋风除尘器、袋式除尘器的构造及工作原理。
重点：
除尘效率、净化效率的概念；除尘设备的划分；
难点：
旋风除尘器的工作原理、型号，袋式除尘器的工作原理。
三、教学方式及学时分配
序号
主要内容
主要教
学方式
学时
分配
辅导答
疑比例
一
概述
讲授
2
2:
1
二
破碎设备
讲授
6
2:
1
三
磨碎设备
讲授
4
2:
1
四
筛分设备
讲授
2
2:
1
五
混合设备
讲授
2
2:
1
六
运输设备
讲授
6
2:
1
七
成型设备
讲授
2
2:
1
八
液压传动简介
讲授
4
2:
1
九
除尘设备
讲授
2
2:
1
十
复习
讲授
2
2:
1
十一
课外内容
参观、讲授
8
四、课程其它教学环节要求
课外学时安排学生查阅资料，了解无机非金属材料机械设备的最新发展；安排学生参观实验室的机械设备，并实际操作。
要求学生认真听课，课后及时复习，多浏览参考资料，提高自学能力。
五、本课程与其它课程的联系
本课程设在金工实习、《画法几何与机械制图》、《机械设计基础》课程教学之后进行。
六、教学参考书目
《无机材料机械基础》，王志发著，化学工业出版社，2006年
《硅酸盐工业机械及设备》，张庆金主编，华南理工大学出版社，2001，6
《耐火材料机械设备》，李锦文主编，冶金工业出版社，1985，6
大纲撰写人：
栾舰
大纲审阅人：
张玲
负责人：
陈树江
X3130021无机非金属材料热工设备课程教学大纲
课程名称：
无机非金属材料热工设备
英文名称：
ThermalEngineeringEquipmentsinInorganicNon-metalMaterialsIndustry
课程编号：
x3130021
学时数：
40
其中实验（实训）学时数：
0课外学时数：
8
学分数：
2.5
适用专业：
无机非金属材料工程
一、课程的性质和任务
本课程是无机非金属材料工程专业一门重要的专业课，主要讲授无机非金属材料工业各种热工设备的基本构造、工作原理、热工计算、操作技术和维护要点。
并简要介绍当前先进燃烧技术和新型炉窑。
为学生设计合理的热工设备、掌握热工设备操作打好基础。
二、课程教学内容的基本要求、重点和难点
（一）竖窑
熟练掌握竖窑的结构及工作原理，掌握竖窑的热工计算，了解高温竖窑的特点。
重点：
竖窑的结构和工作原理。
难点：
竖窑内气体的流动。
（二）回转窑
了解回转窑的分类、优缺点，熟练掌握回转窑的结构及工作原理，了解回转窑的各种生料预热装置、熟料冷却装置、窑外分解技术，掌握回转窑内的物料运动与气体运动、回转窑内的热交换过程，了解回转窑的选型计算。
重点：
回转窑的结构和工作原理。
难点：
回转窑内物料的运动和气体的运动。
（三）隧道窑
了解隧道窑的分类，熟练掌握隧道窑的结构、温度制度、压力制度，了解隧道窑的码垛原理，理解隧道窑的热平衡计算过程，了解各种高温隧道窑。
重点：
隧道窑的结构、温度制度和压力制度。
难点：
隧道窑热工制度的确定与调整，隧道窑的热平衡。
（四）间歇式窑
了解间歇式窑的种类、特点，掌握倒焰窑的结构和工作原理。
重点：
倒焰窑的结构和工作原理。
难点：
倒焰窑的气体垂直分流法则。
（五）玻璃工业窑
了解玻璃工业窑的种类、特点，掌握玻璃池窑的分类、结构，掌握坩埚窑的分类、构造。
重点：
玻璃池窑的分类、结构，坩埚窑的分类、构造。
难点：
玻璃熔制的温度制度。
（六）干燥设备
了解对流干燥过程，掌握转筒干燥器、气流干燥器、流化床干燥器、喷雾干燥器、室式干燥器、隧道干燥器的结构和工作原理。
重点：
各种干燥器的工作原理。
难点：
对流干燥过程。
三、教学方式及学时分配
序号
主要内容
主要教学
方式
学时
分配
辅导答疑
比例
一
竖窑
讲授
5
2：
1
二
回转窑
讲授
5
2：
1
三
隧道窑
讲授
10
2：
1
四
间歇式窑
讲授
4
2：
1
五
玻璃工业窑
讲授
4
2：
1
六
干燥设备
讲授
4
2：
1
四、课程其他教学环节要求
（一）辅导答疑
每4学时应安排2学时的辅导答疑时间，辅导答疑地点和时间应明确，教师应按时到岗。
（二）课外学时
课外学时安排学生查阅资料，了解无机非金属材料机械设备的最新发展；安排学生参观实验室的机械设备，并实际操作。
五、本课程与其他课程的联系
本课程设在《无机非金属材料热工基础》课程教学之后进行。
六、教学参考书目
《硅酸盐工业热工过程及设备》姜金宁冶金工业出版社1994
《玻璃工业热工设备》陈国平化学工业出版社2007
《陶瓷工业热工设备》刘振群武汉工业大学出版社1989
《硅酸盐工业热工设备》汤家养中国财政经济出版社1964
《硅酸盐工业热工设备》天津大学中国工业出版社1961
大纲撰写人：
郭玉香
大纲审阅人：
张玲
负责人：
陈树江
X3130031耐火材料工艺学课程教学大纲
课程名称：
耐火材料工艺学
英文名称：
RefractoryMaterialsTechnics
课程编号：
x3130031
学时数：
56
其中实验（实训）学时数：
0课外学时数：
8
学分数：
3.5
适用专业：
无机非金属材料工程
一、课程的性质和任务
本课程是无机非金属材料工程的主要专业课之一。
该课系统地阐述了耐火材料的种类、组成、性质和生产工艺原理，介绍不同种类的耐火材料的生产工艺过程及工艺要点，并阐明材料的化学矿物组成和工艺因素与材料性能之间的关系，以及提高产品质量的途径。
通过本课的学习使学生具备适应耐火材料生产、管理、研究、开发和设计的能力。
二、课程教学内容的基本要求、重点和难点
绪论介绍耐火材料的概念、分类、发展历史、现状以及发展趋势
一、耐火材料组成及性质
理解和掌握耐火材料的化学矿物组成和熔剂作用的概念，气孔率、体积密度和吸水率的定义，理解和掌握导热系数、热膨胀系数等热学性质、常温耐压强度、高温抗折强度等力学性质和高温使用性质。
了解耐火材料的显微结构的概念、透气度的概念、常温和高温的其他力学性质。
重点：
耐火材料的化学矿物组成、组织结构、部分热学性质、部分力学性质和所有高温使用性质。
难点：
影响耐火材料组成及性质的因素。
二、耐火材料生产工艺过程及原理
了解耐火材料原料的加工方法和生产中要注意的问题，理解和掌握耐火材料的配料、混练、成型、干燥和烧成各工序的工艺内涵。
了解耐火材料其他成型方法。
重点：
耐火材料加工、配料、混练、成型、烧成各工序的概念以及对耐火材料质量的影响，特别是成型和烧成的影响。
难点：
耐火材料成型过程中容易出现的问题以及解决的方法，耐火材料烧成过程发生的主要物理化学变化。
三、硅酸铝质耐火材料
理解硅酸铝质耐火材料的概念及其生产工艺原理，掌握粘土质耐火材料、用高铝矾土生产的高铝质耐火材料的生产工艺要点以及提高产品质量的措施；了解其他硅酸铝质耐火材料的原料和生产工艺过程。
重点：
多熟料粘土质耐火材料和高铝质耐火材料的生产工艺要点以及提高产品质量的措施。
难点：
硅酸铝质耐火材料的概念及其生产工艺原理。
四、硅质耐火材料
理解硅质耐火材料的概念及其生产工艺原理，了解硅质耐火材料的原料，掌握硅砖的生产工艺要点以及提高产品质量的措施。
重点：
硅砖的生产工艺原理和工艺要点
难点：
矿化作用和矿化剂。
五、氧化镁-氧化钙质耐火材料
理解和掌握碱性耐火材料的概念和生产工艺原理，了解碱性耐火材料的种类，掌握碱性耐火材料的生产工艺要点。
重点：
碱性耐火材料的生产工艺原理和生产工艺要点。
难点：
碱性耐火材料的生产工艺原理。
六、尖晶石质耐火材料
了解尖晶石质耐火材料的种类、生产原理和生产工艺要点。
重点：
镁铬尖晶石和镁铝尖晶石材料的原料和制品的生产方法。
难点：
尖晶石质耐火材料的生产方法。
七、含锆耐火材料
了解锆英石质耐火材料和氧化锆质耐火材料的种类、生产原理和生产工艺要点。
掌握氧化锆的晶型转化特点及其稳定。
重点：
氧化锆的晶型转化特点及其稳定。
难点：
氧化锆的增韧机理。
八、含碳耐火材料
了解碳质耐火材料的原料、制品的种类和生产工艺过程。
重点：
碳质耐火材料的原料及制品的种类。
九、不定形耐火材料
掌握不定形耐火材料的定义，按施工方法分类，掌握不定形耐火材料用结合剂的分类方法，常用铝酸盐、硅酸盐、磷酸盐结合剂的组成、硬化机理、强度特点、加热后的变化特点等。
了解各种不定形耐火材料的生产工艺过程要点。
重点：
浇注料以及浇注料的常用结合剂。
难点：
铝酸盐、硅酸盐、磷酸盐结合剂的组成、硬化机理、强度特点、加热后的变化特点。
十、轻质隔热耐火材料
了解轻质隔热耐火材料的原料、制品的种类和生产工艺原理。
重点：
轻质耐火材料的原料及生产工艺原理。
三、教学方式及学时分配
序号
主要内容
主要教
学方式
学时
分配
辅导答
疑比例
一
耐火材料组成及性质
讲授
8
2：
1
二
耐火材料生产工艺过程及原理
讲授
6
2：
1
三
硅酸铝质耐火材料
讲授
6
2：
1
四
硅质耐火材料
讲授
4
2：
1
五
氧化镁-氧化钙质耐火材料
讲授
8
2：
1
六
尖晶石质耐火材料
讲授
4
2：
1
七
含锆耐火材料
讲授
2
2：
1
八
含碳耐火材料
讲授
2
2：
1
九
不定形耐火材料
讲授
6
2：
1
十
轻质隔热耐火材料
讲授
2
2：
1
四、课程其他教学环节要求
（一）理论教学环节
要求学生认真听讲，记笔记，课后认真复习，认真完成作业,结合课外参考文献完成一定量思考题和大作业。
（二）实验环节
实验教学要求学生在教师指导下完成一个设计性实验：
耐火浇注料的研制，42学时。
（独立设课，实验项目及内容详见实验教学大纲）
五、本课程与其它课程的联系
先修课程1．材料学基础2．无机非金属材料基础3．无机非金属材料设备等。
六、教学参考书目
1、《耐火材料工艺学》王维邦冶金工业出版社2003年
2、《耐火材料应用》韩行禄冶金工业出版社2003年
3、《无机非金属材料工学》林宗寿主编武汉大学出版社1999年
4、《无机非金属材料概论》戴金辉、葛兆明主编哈尔滨工业大学出版社1999年
5、耐火材料期刊关于耐火材料工艺方面的论文
6、中国冶金期刊关于耐火材料工艺方面的论文；
7、材料学和材料物理化学学科关于耐火材料工艺方面的硕士和博士论文；
大纲撰写人：
张玲
大纲审阅人：
栾舰
负责人：
陈树江
X3130041陶瓷工艺学课程教学大纲
课程名称：
陶瓷工艺学
英文名称：
CeramicTechnics
课程编号：
x3130041
学时数：
32
其中实验（实训）学时数：
0课外学时数：
0
学分数：
2.0
适用专业：
材料科学与工程、无机非金属材料工程
一、课程的性质和任务
本课程是无机非金属材料工程、材料科学与工程等专业的专业课。
本课程的任务是通过介绍陶瓷的组成和制备工艺、组织结构、材料性能和使用性能之间的相互关系，使学生掌握陶瓷的生产工艺过程和基本原理，了解普通陶瓷和高温结构陶瓷的主要品种及应用，为今后学习、科研和工作奠定基础。
二、课程教学内容的基本要求、重点和难点
（一）绪论、原料
掌握陶瓷的概念和种类，掌握日用瓷用石英、粘土、长石三大原料的种类、性质和作用；理解石英原料的晶体转变；了解陶瓷技术的发展，了解陶瓷的主要产地，了解其它矿物原料。
重点：
石英、粘土、长石类原料的种类和作用。
难点：
粘土的可塑性
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