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버거스 벡터(Burgers vector)는 1개의 전위(dislocation)가 움직이는 것에 의해 생기는 슬립 변형(slip deformation)의 크기와 방향을 나타내는 것으로, 각각의 전위가 주어지면 그에 따라 정해지는 고유벡터이다.
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버거스 벡터 , Burgers Vector – 네이버 블로그
의 크기(어긋난 거리)와 방향(버거스 서킷을 폐회로를 만드는 방향)을 표시하는것을 버거스벡터라 한다. dislocation이 있는 lattice에서 dislocation …
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Date Published: 3/25/2022
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버거스 벡터 – 위키백과, 우리 모두의 백과사전
버거스 벡터(Burgers vector, b)는 전위의 크기를 나타내는 벡터로 얀 버거스의 이름을 따왔다. Vector de Burgers.PNG · Science-symbol-2.svg …
Source: ko.wikipedia.org
Date Published: 2/27/2022
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[3] 전위 이론 1 (dislocation theory) – 메탈 캠퍼스
– 특히 이러한 버거스 벡터의 방향은 칼날/나선 전위를 구분하는데 주요한 요소가 됩니다. *칼날 전위. Fig. 4 칼날 전위의 모식도와 응력 분포.
Source: rkskejfj.tistory.com
Date Published: 3/5/2022
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고체 내의 결함 (4) – 전위(선결함) / 칼날전위 / 나선전위 / 혼합전위
따라서 버거스벡터방향 (슬립방향)과 전위선은 수직하고 전위선의 이동방향과는 평행한다. 2. 나선 전위. 나선 전위는 또다른 종류의 전위인데, 변형을 …
Source: new-material.tistory.com
Date Published: 1/29/2021
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한국어 사전에서 “버거스벡터” 뜻 – Educalingo
버거스벡터 전위 주위에서 원자들을 연결하여 닫힌 경로를 만들때 경로가 어긋나서 닫히지 않은 부분이 생기는데, 이것이 버거스벡터이다. 즉, 전위(轉位:어긋나기)에 …
Source: educalingo.com
Date Published: 4/28/2022
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버거 벡터 – 요다위키
재료과학에서 네덜란드 물리학자 얀 버거스의 이름을 딴 버거 벡터는 종종 b로 표기되는 벡터로서 결정 격자의 탈구로 인한 격자 왜곡의 크기와 방향을 나타낸다.
Source: yoda.wiki
Date Published: 11/15/2021
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버거스 벡터
버거스 벡터 는 전위의 크기를 나타내는 벡터로 얀 버거스의 이름을 따왔다.
Source: www.wikiwand.com
Date Published: 2/10/2022
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주제에 대한 기사 평가 버거 스 벡터
- Author: 성효경 TV
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- Date Published: 2020. 11. 3.
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전위의 종류와 Burgers vector
버거스 벡터(Burgers vector)는 1개의 전위(dislocation)가 움직이는 것에 의해 생기는 슬립 변형(slip deformation)의 크기와 방향을 나타내는 것으로, 각각의 전위가 주어지면 그에 따라 정해지는 고유벡터이다. 즉, 전위의 성질의 많은 부분이 b를 통해 결정된다. 전위선(dislocation)의 방향을 나타내는 단위 벡터와 칼날전위는 수직하게 되고, 나선전위와는 평행하게 된다. 전위선이 반드시 직선일 필요는 없지만, 이 경우 한개의 전위의 위치에 따라 칼날전위(edge dislocation)와 나선전위(screw dislocation)의 혼합전위(mixed dislocation)의 부분이 되게 된다.
전위선 벡터 방향의 벡터와 전위의 버거스 벡터 b의 방향을 나누는 방법으로 Burgers circuit의 개념이 유용하다. 그림1과 같이 먼저 전위선(dislocation line)의 방향 t를 결정한다. 그 다음, 어떤 격자점 S를 시작으로 t벡터의 방향이 진행 방향과 같은 오른쪽 나사 회전에 의해 전위 주변에 격자 점을 순차적으로 이어주는 폐쇄 회로를 만든다. 이 때, 그 종점 F를 시작점 S와 일치시켜야 한다.
전위를 제외한 부분은 완전 결정(perfect crystal)이라고 생각한다. 그리고, 이 완전 결정 격자에 동일한 회로를 만든다. 그러면, 전위를 포함한 결정에서 완전한 폐쇄 회로가 되는 것이 완전 결정에서는 그렇게 되지 않는다. 완전히 폐쇄회로가 되지 않는 것을 closure failure라 한다. 종점 F에서 시작 S를 향해 벡터로 연결하고, 이 벡터를 버거스 벡터 b를 정한다. 이 버거스 벡터는 어떤 형태의 폐회로를 선택해도 동일하다. 하나의 전위가 이동함으로써 발생하는 슬립의 양과 방향을 버거스 벡터 b로 나타낸 것이기 때문에, 주어진 전위에 대해 버거스 벡터는 단 하나로 특정할 수있고, 전위의 어느 부분에서 Burgers circuit을 만들어도 같은 벡터가 된다. 이를 버거스 벡터의 보존법칙(conservation law)이라고 한다. 이 보존 법칙은 또한, 전위는 결정 내부에 끝이 없는 것을 의미하고 있다. 끝점을 가지게 되면 버거스벡터 b에서 0으로 변화해 버려, 보존 법칙이 성립되지 않게 된다.
그림1 Burgers circuit과 Burgers vector
전위의 정의로 “슬립면(slip plane)에서 이미 슬립이 일어난 영역과 아직 일어나지 않은 영역의 경계선이다”고 말했다. 2 차원의 유한한 크기를 가지는 평면(슬립면) 위에 두 개의 서로 다른 영역으로 분할하는 경계선을 그릴 때, 그림2와 같이 테두리는 평면 가장자리까지 이어져있는지, 또는 닫힌 루프 모양이 될는지 중 하나가 될 수 있다. 만약 경계가 (c)와 같이 평면상의 어딘가에서 끝나 버리게 되면, 분할은 불가능하다. 이것으로부터도 전위의 끝은 결정 내부에 존재하지 않고, 표면 및 결정립계에서만 존재하는 것을 이해할 수 있다. 실제로 전위는 재료의 변형이라는 문제 뿐만 아니라 수학과 기하학 분야에서 흥미있는 학문 테마가 되기도 한다. 이번에는 여러 전위에 의해 평면 영역을 여러 개로 분할 해 보자. 버거스 벡터의 보존 법칙이 성립하기 위해서는 전위의 각 부분에서 버거스 벡터 사이의 벡터의 합으로의 관계식이 성립할 필요가 있고, 그물망 구조가 형성된다. 이것을 전위망 (dislocation network)라 하고, 안정된 전위 배열의 하나이다.
그림2 2차원평면의 경계선에 의해 2개의 영역으로 분할하는 방법
참고자료
[1] 加藤雅治: “入門転位論”, 裳華房 (1999)
버거스 벡터 , Burgers Vector
결정내, Dislocation이 있을때
Ideal lattice라면 원자배열이 정사각형처럼 반듯반듯 해야되는데..!
여기서 어긋난 정도(사다리꼴 이라던지 반듯한 사각형이 아니게 된다.)의 크기(어긋난 거리)와 방향(버거스 서킷을 폐회로를 만드는 방향)을 표시하는것을 버거스벡터라 한다.
dislocation이 있는 lattice에서 dislocation line을 중심으로 같은거리만큼 시계방향으로 한바퀴 돌아서 정사각형 회로를 만들 수 있다 burgers circuit 이라고 한다.
defect가 없다면 원래 정사각형으로 네모네모하게 맞아떨어져야 하지만 dislocation이 있음으로서, 회로의 시작점과 끝점이 일치하지 않게된다.
아래 그림들은 Physical metallurgy 책의 일부를 긁어왔는데 Edge dislocation(칼날전위) 와 Screw dislocation(나선전위)에 그린 burgers circuit이다.
Edge dislocation에서 회로를 닫는 방향으로 버거스벡터를 표시해 줄 수 있다. 여기서 dislocation 방향과 버거스 벡터 방향이 수직함을 알수있다.
마찬가지로 Screw dislocation에서는 버거스벡터 방향과 dislocation 방향은 평행함을 알 수 있다.
[3] 전위 이론 1 (dislocation theory)_전위 (dislocation)
[3] 전위 이론 1 (dislocation theory)* 슬립에 의한 소성 변형 (deformation by Slip)
– 금속 재료에서 소성 변형은 전위의 움직임에 의해서 발생
– 전위는 재료의 응고 과정, 냉각 과정, 소성변형등에서 형성 될 수 있습니다.
* 선 결함 (dislocation)
– 재료에는 여러 결함들이 있습니다.
-> 점 결함 (0차원), 선 결함 (1차원), 적층 결함 및 twin 결함 (2차원), 기공 (3차원)
->이러한 결함중 전위는 선결함에 해당하며 1차원 결함에 집중하여 전위론 (dislocation theory)을 설명하겠습니다.
– 먼저 전위는 점결함들이 모인 선 결함을 유지하는 것으로
– 전위는 결정 내에서 갑자기 사라질 수 없으며, 전위는 결정 표면까지 이동하거나 다른 전위를 만나 없어 질 수 있다.
Fig. 1 칼날 전위 / 나선 전위 이미지
– 격자내에서 선결함은 형태에 따라 칼날 전위 (edge), 나선 전위 (screw) 2가지 전위로 나뉘어 집니다.
Fig. 2 칼날 전위와 나선 전위의 움직임 모식도
– 칼날 전위와 나선 전위는 Fig.2 와 같은 움직임을 가진다.
– 아래 2 가지 종류의 전위에 대한 자세한 설명을 하도록 하겠습니다.
*버거스 벡터
-칼날/니선 전위의 설명을 하기전에 한가지 개념만 설명을 하고 넘어가도록 하겠습니다.
->바로 버거스 서킷/버거스 벡터 입니다.
Fig.3 버거스 서킷과 버거스 벡터의 의미
– 버거스 서킷은 격자에서 결함을 포한한 부분을 일정한 크기로 회로화 하여 생각하는 개념을
버거스 서킷이라고 합니다.
예를 들어 ) 격자를 포함한 시작점에서 오른쪽 4칸 /아래5칸/왼쪽 4칸/위로 4칸을 회로를 만들어서 생각하였을때
시작점과 끝점이 다르다는 것을 알 수있습니다.
이러한 버거스 서킷의 끝지점에서 출발점으로의 방향을 버거스 벡터 (burger’s vector)라고 부릅니다.
– 특히 이러한 버거스 벡터의 방향은 칼날/나선 전위를 구분하는데 주요한 요소가 됩니다.
*칼날 전위
Fig. 4 칼날 전위의 모식도와 응력 분포
– 먼저 칼날 전위는 Fig. 4의 모식도와 같은 모양을 가지는 전위를 말합니다.
– 격자의 사이에 extra half plane이 존재하는 특징
-> 간단한 예시로 생일 케이크에 칼을 반쯤 썰어 넣은 상태로 생각해 볼 수 있습니다.
– 이렇게 새로운 plane이 형성되게 되면 이 plane 주변에 새로운 응력이 생성됨
– Fig. 4 우측의 그림처럼 extra plane이 생성된 부분에서는 격자 기준에서 압축 응력 (compression stress)가 걸리고
extra plane의 아래 부분에는 인장 응력 (tension stress)가 걸립니다.
-> 이러한 격자에 걸리는 응력은 재료의 강화기구중 solid solution 강화의 크고 작은 입자 효과와 비슷합니다.
– 또한, 칼날 전위선은 버거스 벡터 (b)의 움직임 방향과 수직한 방향을 가지는 특징을 가지며
슬립 방향 (slip direction)과 버거스 벡터 (b)가 또한 평행한 특징을 가진다.
– 칼날 전위는 다른 면으로 이동하기 위해서는 climb을 현상 이용 하는데 간단하게 원자 Fig. 4의 그림에서 원자가 한칸
위 아래로 올라가는 것을 climb이라고 합니다.
*나선 전위
Fig. 5 나선 전위 모식도
-전체 결정구조에서 일부만 전위가 된 현상으로 칼날 전위보다 변형이 쉬운 특징이 있다.
– 또한, 나선 전위선과 버거스 벡터 (b)의 움직임 방향과 평행한 방향을 가지는 특징을 가지며
슬립 방향 (slip direction)과 버거스 벡터 (b) 수직한 특징
– 또한 전위가 다른 면으로 이동하기 위해서는 cross-slip을 이용한다.
– 재료는 칼날 전위와 나선 전위를 모두 가지고 있으며 전위선/슬립 방향과 버거스벡터의 특징을 통해 구분 한다.
– 아래는 칼날 전위와 나선 전위의 특징을 정리한 표
Table. 1 칼날 전위/나선 전위 특징 정리
*전위 루프 (dislocation loop)
Fig. 5 전위 루프 모식도
– 전위는 single crystal에서는 직선의 형태를 띌 수 있지만, 다결정 재료에서는 주로 curve 또는 loop 형태를
나타낸다.
– 이러한 전위 루프에서는 루프내의 전위선과 버거스 벡터의 관계에 따라 칼날 전위 부분 / 나선 전위 부분을 구분
– 전위의 선과 버거스 벡터 (b)가 수직한 칼날 전위 부분 / 전위선과 b가 평행한 나선 전위 부분
– 다결정 재료의 전위(전위 루프)에는 칼날 전위 및 나선 전위가 혼합하여 존재 할 수 있다.
* 나선 전위의 Cross section
Fig. 6 FCC 재료에서 나선전위의 이동 (cross section)
– FCC 재료 조밀면 {111}면에서 나선전위는 전위선과 버거스 벡터가 수직한 다른 조밀면으로 이동 가능 하다.
-> 나선 전위의 조건을 만족하는 다른 plane으로 이동 가능하고 이를 cross section이라고 부른다.
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전위(선결함) / 칼날전위 / 나선전위 / 혼합전위
지금까지 점 결함을 알아보았다.
점 결함이 모여 이것이 선을 이룬 선결함이 있을때 이를 우리는 전위 (dislocation) 라고 부른다.
실제로 모든 결정 재료는 응고 및 소성 변형 도중 또는 급랭할때 생기는 열응력에 의해 생성된 전위가 있다. 전위는 금속 및 세라믹 재료의 소성변형과 관련이 있다.
전위(선결함)
위의 그림의 빈틈을 한 선이라고 생각하자 이러한 결함은 이동이 가능한데 위의 그림은 고체 내에서
전위가 이동한 모습을 나타내었다.
고체 전체를 이동시키는 것보다 이러한 전위를 이동 시켜 결국 조금조금씩 고체를 이동시키는 것은 효율이 높다.
전위의 종류에는 칼날전위와 나선전위 2가지가 있다. 하나씩 알아보도록 하자.
1. 칼날 전위
3차원 단위에서 위에서 보았을때 선결함의 전위선은 하나의 점같이 보이는데 칼날전위에서 전위선을 표시할때 ㅗ를 넣어 전위선의 위치를
알려주게 된다.
이러한 방법으로 말이다.
고체가 조밀하게 쌓여 있었다고 가정하자.
이것이 바로 칼날 전위를 표현한 그림인데, 그림을 보면 위의 두줄에 비해 밑의 두줄은 가운데 ㅗ 기호를 기준으로
한줄이 빠져있다. 이렇게 빠진 모습이 바로 칼날 전위이다.
이경우 ㅗ 기호부근을 기준해서 밑의 그림의 초록색의 원통형 모양으로(입체기준) 원자들의 배열이 바뀌므로 변형이 일어나게 되는데, 밑의 원자들은 원래의 형태를 회복하기 위해 모여 압축력을, 위의 원자들은 그에 의해 당겨지므로 인장력을 받게 된다. 이 변형의 크기는 전위선과 멀어질수록 작아진다.
그 반대로 밑부분이 잉여 반 평면이 생길 수 있는데 이경우 ㅜ 표시를 사용한다.
이때 전위가 일어나는 ㅗ를 투과하는 그 선을 전위선이라고 하고 격자 변형의 크기와 방향을 나타내는 버거스벡터를 표시하게 되는데 버거스 벡터는 전위선을 기준으로 상하좌우로 가보며 방향을 알 수 있다.
그림으로 살펴보자.
초록색 체크한 원자에서 시작하여 위로 3칸 좌로4칸 아래로3칸 우로 4칸을 가면 도착이라고 동그라미친친 원자에 도착할 것이다. 도착점->시작점을 이은 이것이 버거스 벡터이다.
이 칼날전위가 입체적으로 보았을때
전위가 이동할 경우 이렇게 슬립하게 된다.
위의 그림에서 보면 전위선의 이동방향과 버거스 벡터가 평행하고 전위선과 버거스벡터는 수직이다.
따라서 버거스벡터방향 (슬립방향)과 전위선은 수직하고 전위선의 이동방향과는 평행한다.
2. 나선 전위
나선 전위는 또다른 종류의 전위인데, 변형을 일으키기 위해 전단 응력을 가해줄 경우 생길 수 있다.
이러한 형태가 나선 전위인데, 이때의 버거스 벡터 방향을 구해보면 전위선과 평행하고 전위선의 이동방향과는
수직하게 된다. 나선전위의 경우 나선전위 선을 기준하여 동그라미 화살표를 사용한다. 나선전위에 수반되는 원자변형은
선형적이게 된다. 마찬가지로 슬립방향은 버거스벡터방향과 동일하다.
보통의 전위는 하나의 전위만이 존재하지 않고 위의 그림처럼 두가지 전위를 함께 보이는 양상을 가지는데
이를 혼합전위라고 한다. 혼합일 경우에도 버거스 벡터 방향은 두 전위에서 동일하다. 금속 재료일 경우 전위에서의 버거스 벡터의 방향은 원자가 조밀하게 배열된 방향이고, 그 크기는 원자간 거리와 같다.
한국어사전에서 버거스벡터 의 정의 및 동의어
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한국어 사전에서 “버거스벡터” 뜻
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버거스벡터 의 발음 버 거 스 벡 터 beo geo seu beg teo
한국어에서 버거스벡터 의 뜻은 무엇인가요? 한국어 사전에서 버거스벡터 의 정의 버거스벡터 전위 주위에서 원자들을 연결하여 닫힌 경로를 만들때 경로가 어긋나서 닫히지 않은 부분이 생기는데, 이것이 버거스벡터이다. 즉, 전위(轉位:어긋나기)에 의해 생기는 결정의 미끄럼량의 크기와 방향을 나타내는 벡터를 말한다.
버거스벡터 운과 맞는 단어
반변벡터 banbyeonbegteo 벡터 begteo 변위벡터 byeon-wibegteo 축성벡터 chugseongbegteo 단위벡터 dan-wibegteo 가든트랙터 gadeunteulaegteo 가포화리액터 gapohwaliaegteo 가속도벡터 gasogdobegteo 극성벡터 geugseongbegteo 기본벡터 gibonbegteo 공간벡터 gong-ganbegteo 공변벡터 gongbyeonbegteo 공면벡터 gongmyeonbegteo 공선벡터 gongseonbegteo 고유벡터 goyubegteo 포인팅벡터 pointingbegteo 사원벡터 sawonbegteo 수벡터 subegteo 위치벡터 wichibegteo 유도벡터 yudobegteo
한국어 사전에서 버거스벡터 의 동의어와 반의어
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버거스벡터 의 사용 경향
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버거 벡터
재료과학에서 네덜란드 물리학자 얀 버거스의 이름을 딴 버거 벡터는 종종 b로 표기되는 벡터로서 결정 격자의 탈구로 인한 격자 왜곡의 크기와 방향을 나타낸다.[1]
버거 벡터는 가장자리 탈구(왼쪽)와 나사 탈구(오른쪽)에 있다. 가장자리 탈구는 결정 대칭에 맞지 않는 반평면(회색 상자)의 도입으로 상상할 수 있다. 나사 탈구는 절반 평면을 따라 절단 및 전단 작동으로 상상할 수 있다.
벡터의 크기와 방향은 탈구-베어링 결정 구조가 탈구, 즉 완벽한 결정 구조 없이 먼저 시각화되었을 때 가장 잘 이해된다. 이 완벽한 결정 구조에서 길이와 너비가 “a”(단위 세포 가장자리 길이)의 정수 배수인 직사각형이 원래 탈구의 기원을 둘러싸고 그려진다. 이것을 포함하는 직사각형이 그려지면 탈구가 도입될 수 있다. 이 탈구는 완벽한 결정 구조뿐만 아니라 직사각형도 변형시키는 효과를 가져올 것이다. 해당 직사각형은 직사각형의 한 모서리에 있는 직사각형의 길이와 폭 선 세그먼트의 연결을 끊고 각 선 세그먼트를 서로 대치하면서 직사각형의 한 면으로부터 분리할 수 있다. 한때 탈구가 도입되기 전 직사각형이었던 것은 이제 열린 기하학적 형상으로, 그 개구부는 버거스 벡터의 방향과 크기를 규정한다. 구체적으로, 개구부의 폭은 버거 벡터의 크기를 정의하며, 고정 좌표 세트를 도입할 때 탈구된 직사각형의 길이 선 세그먼트와 폭 선 세그먼트 사이의 종단각을 지정할 수 있다.
버거 벡터를 실제로 계산할 때 탈구를 둘러싸기 위해 시작점에서 직사각형 반시계 회로를 그릴 수 있다(위 그림 참조). 버거 벡터는 회로를 완성하는 벡터가 될 것이다.[2] 즉, 회로의 끝에서 시작까지.
벡터의 방향은 탈구의 평면에 따라 달라지는데, 보통 가장 가깝게 포장된 결정면 중 하나에 있다. 크기는 일반적으로 방정식으로 표시된다(BCC 및 FCC 격자의 경우만 해당):
‖ b ‖ = ( a / 2 ) h 2 + k 2 + l 2 {\displaystyle \mathbf {b} \ =(a/2){\sqrt {h^{2}+k^{2}+l^{2}+l^{2} }}}}
where a is the unit cell edge length of the crystal, b is the magnitude of Burgers vector and h, k, and l are the components of the Burgers vector, b = ( a / 2 ) ⟨ h k l ⟩ {\displaystyle (a/2)\langle hkl\rangle } , and the coefficient a/2 is owing to the fact that in BCC and FCC lattices, the shortest lattice vectors could be as expre ssed ( / 2 ) h h k l { {\ displaystyle (a/2)\langle hkl\rangle }. 비교적으로 단순한 입방체 격자의 경우 b = ⟨ h k l ⟩ {\displaystyle a \langle hkl\rangle } 에 의해 크기가 표현된다.
‖ b ‖ = a h 2 + k 2 + l 2 {\displaystyle \mathbf {b} \ =a{\\sqrt {h^{2}+k^{2}+l^{2}+l^{2} }}}}
대부분의 금속 재료에서 탈구에 대한 버거 벡터의 크기는 물질의 원자간 간격과 동일하다. 한 번의 탈구가 결정 격자를 하나의 근접 포장된 결정학적 간격 단위로 상쇄하기 때문이다.
가장자리 탈구에서는 버거 벡터와 탈구선이 서로 수직이다. 나사 탈구에서는 평행이다.[3]
버거 벡터는 용액강화, 강수강화 및 작업강화에 영향을 주어 재료의 항복강도를 결정하는 데 중요하다. 버거 벡터는 탈구선의 방향을 결정하는데 중요한 역할을 한다.
참고 항목
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