JPS58144461A - 一方向記憶効果を示す合金からなる構成部材に可逆の二方向記憶効果を発生させる方法 - Google Patents
一方向記憶効果を示す合金からなる構成部材に可逆の二方向記憶効果を発生させる方法Info
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- JPS58144461A JPS58144461A JP58016312A JP1631283A JPS58144461A JP S58144461 A JPS58144461 A JP S58144461A JP 58016312 A JP58016312 A JP 58016312A JP 1631283 A JP1631283 A JP 1631283A JP S58144461 A JPS58144461 A JP S58144461A
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/006—Resulting in heat recoverable alloys with a memory effect
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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】
本発明は、普通の条件下で専ら一方向効果を示す記憶合
金からなる構成部材をまず!−向浴体の温度範囲内で溶
体化焼鈍し、引続き水中↑頼冷L1変形することにょ1
)、該構成部材に可逆の二方向記憶効果を発生させる方
法がら出発する。
金からなる構成部材をまず!−向浴体の温度範囲内で溶
体化焼鈍し、引続き水中↑頼冷L1変形することにょ1
)、該構成部材に可逆の二方向記憶効果を発生させる方
法がら出発する。
t 9 為
記憶合金の場合には、一般にb1削二方向効果と一方向
効果とは区別することがfきる。一方向効果を示す記憶
合金は、一般に鋳造され、公知〒あil (Ni/Ti
−合金、β−黄銅)、さらに多数の用途に使用もされた
が、二方向効果を示す記憶合金は、問題を角−し、使用
するのが困難である。しかし、工業的に目、もう1つの
型費な使用分野を開発するために、量的に十分に大きい
二号向効味を示す構造部材による共通の要件が存在する
。ところ↑、多くの場合には、古典的な二方向効坐−合
金のマルテンサイト変態漬は、ネオ(Jな温度範囲内に
ある1、シかし、若干の記憶合金、とくに変態点が有利
である、β−黄銅系に属する古典的なCIλ/At/N
i−合金及びau/A/−合金があり、彩合金は、実際
に明らかに一方向効果を示すが、殆んど曲者な二方向効
果は示さない。
効果とは区別することがfきる。一方向効果を示す記憶
合金は、一般に鋳造され、公知〒あil (Ni/Ti
−合金、β−黄銅)、さらに多数の用途に使用もされた
が、二方向効果を示す記憶合金は、問題を角−し、使用
するのが困難である。しかし、工業的に目、もう1つの
型費な使用分野を開発するために、量的に十分に大きい
二号向効味を示す構造部材による共通の要件が存在する
。ところ↑、多くの場合には、古典的な二方向効坐−合
金のマルテンサイト変態漬は、ネオ(Jな温度範囲内に
ある1、シかし、若干の記憶合金、とくに変態点が有利
である、β−黄銅系に属する古典的なCIλ/At/N
i−合金及びau/A/−合金があり、彩合金は、実際
に明らかに一方向効果を示すが、殆んど曲者な二方向効
果は示さない。
公バ1技術としては、とくに次の刊行物を記載すること
ができる: 1(、Haynesの論文: Some observ
ations onIsothermalTransf
ormationsofEutectoidAlumi
niutn Bror+zes Below T
heir Ms Tempera−tures、”
Journal of the In5tit
ute Of’ Meta−1s il、1954
〜1955年、第83巻、第357〜358頁; W 、 A 、 Rachinger の論文: A
5upsr−elas−tic ” single
Crystal calibration b
ar 。
ができる: 1(、Haynesの論文: Some observ
ations onIsothermalTransf
ormationsofEutectoidAlumi
niutn Bror+zes Below T
heir Ms Tempera−tures、”
Journal of the In5tit
ute Of’ Meta−1s il、1954
〜1955年、第83巻、第357〜358頁; W 、 A 、 Rachinger の論文: A
5upsr−elas−tic ” single
Crystal calibration b
ar 。
” Br1tj、sh Journal of
Applied Physics ” 4149巻、
1958年6月、第250〜252頁;13 、 P
、 Jewe rt及びD 、 J 、 Mackの論
文: F’urt−her Investigati
on of Copper−Aluminium
Al−1oys in the ’I’empe
rature Range below the
1i←α+r2 TI;utectoid X ”
Journal Of the In−5ti
tut、e of Metals ” Sl 963〜
1964年、第92巻、第59〜61頁; K 、 0tsuka及びK 、 5hinn1zuの
論’5!: : uemoryH:ffect an
(i Thermoelastic Marten
site Tran−sfすrma、tion 1
n C1u−A/−Ni A11ay 、 ”
ScriptaMetalurqia、 ” 、第
4巻、1970年、Perg−amon Press
Inc、社刊、第469〜472頁;Kazuhiro
0tsukaの論文: Origin of Mem
o−r7 1+’:ffekt ill 0u−A
/−Ni A11ay 、 ” Japanθ5
eJournal of’ Applied P
hysics ” 1 第 10巻、N005.19
71年5月、@571〜579頁。
Applied Physics ” 4149巻、
1958年6月、第250〜252頁;13 、 P
、 Jewe rt及びD 、 J 、 Mackの論
文: F’urt−her Investigati
on of Copper−Aluminium
Al−1oys in the ’I’empe
rature Range below the
1i←α+r2 TI;utectoid X ”
Journal Of the In−5ti
tut、e of Metals ” Sl 963〜
1964年、第92巻、第59〜61頁; K 、 0tsuka及びK 、 5hinn1zuの
論’5!: : uemoryH:ffect an
(i Thermoelastic Marten
site Tran−sfすrma、tion 1
n C1u−A/−Ni A11ay 、 ”
ScriptaMetalurqia、 ” 、第
4巻、1970年、Perg−amon Press
Inc、社刊、第469〜472頁;Kazuhiro
0tsukaの論文: Origin of Mem
o−r7 1+’:ffekt ill 0u−A
/−Ni A11ay 、 ” Japanθ5
eJournal of’ Applied P
hysics ” 1 第 10巻、N005.19
71年5月、@571〜579頁。
従って、一定の使用に対して有利〒ある賞悪幌度〒目的
の二方向効果を有する、β−黄銅系の配り合金からなる
構成部材に応じた要件が存在する。
の二方向効果を有する、β−黄銅系の配り合金からなる
構成部材に応じた要件が存在する。
本発明の課題は、通常一方向効果だけを示す合金からt
「る構成部材に対[7て、この構成部材に少なくとも作
業状態で瑞しい可逆の二方向記憶効果を誘発させること
を目的とする方法を記載すること↑ある。
「る構成部材に対[7て、この構成部材に少なくとも作
業状態で瑞しい可逆の二方向記憶効果を誘発させること
を目的とする方法を記載すること↑ある。
この課題は、構成部材に作業状態↑−一方向効果反対に
作用する、内部工τスカを発生させる外部負荷を、付カ
ロ重童、ばね又は構成部材の自由運動を閉止しかつそt
と固定的(二結合せる付加的な閉止部材の形で及ぼすこ
とによって解法される。
作用する、内部工τスカを発生させる外部負荷を、付カ
ロ重童、ばね又は構成部材の自由運動を閉止しかつそt
と固定的(二結合せる付加的な閉止部材の形で及ぼすこ
とによって解法される。
次に、本発明を図面によって詳説される実施汐Ill二
つき8己fi+14する。
つき8己fi+14する。
i it、 、フレーム(又は枠)′?%あり、このフ
レームのtn部間には1.専ら一方向効果を示すRr:
(;椴合金からなるコイルばね2及び普通のばね3が
そねそれ1つ宛絹込まhている0ばね2及び3+ンr
X運動部材4(アンカー)によって相互に結合L1この
場合この運動部材の目的は、その運動な表示ネlLレリ
ーズ機!又は力伝達部材に伝達することにある。ばね2
及び3ならびに部材4#−J、基本位置にあり、すなわ
ち完全に弛緩された状態で示されている。加熱すると、
運動部拐は位置5を占め、次い1冷却した場合i二は、
拘び位置4に戻る。これは、相首する矢印によって表わ
されている。
レームのtn部間には1.専ら一方向効果を示すRr:
(;椴合金からなるコイルばね2及び普通のばね3が
そねそれ1つ宛絹込まhている0ばね2及び3+ンr
X運動部材4(アンカー)によって相互に結合L1この
場合この運動部材の目的は、その運動な表示ネlLレリ
ーズ機!又は力伝達部材に伝達することにある。ばね2
及び3ならびに部材4#−J、基本位置にあり、すなわ
ち完全に弛緩された状態で示されている。加熱すると、
運動部拐は位置5を占め、次い1冷却した場合i二は、
拘び位置4に戻る。これは、相首する矢印によって表わ
されている。
実施?!II:
出発材料としては、次の組成の市場で得られるβ−チタ
ン合金が鍛造状態で使用さtまた:V: 10狙
量チ Fe: 2夏t% A/コ 3 周(有t 俤
T1: 残分 棒材形の適当な材料をまずβ−固溶体範囲内!温度85
0℃〒15分間浴体化焼鈍し、引続き水中′T!急冷し
、た。この材料かhVJ削力1:工によって直径7 m
m 及び長さ25 mm の円筒状試験棒を得た。こ
の試験棒に引張6)応力を縦方向に加オ、そねを全部の
伸び3%を口するように伸張し、た。次に、この伸びに
心安な負荷を偉材横断面に専らなお200 MPaの引
’i、ip 1.1応力が作用する程度に減少また0こ
の状態で試験棒な250°Cの温度に加熱した。この場
合には、0.7%の縦方向への収縮を観察することがで
き、こtlは一力゛向d己1慈力l果に相当した。それ
に続く室温への冷却後、縦方向への試験棒の伸びが0.
3%の価で確認され、すなわち二号回記りは効果か確解
さねた。轡に、室温と250 ’Oとの間の温度周期に
よ1)、この効果の完全な反ffl iJT能19.が
示され これは可逆の二方向動線であることを鉦明[た
。
ン合金が鍛造状態で使用さtまた:V: 10狙
量チ Fe: 2夏t% A/コ 3 周(有t 俤
T1: 残分 棒材形の適当な材料をまずβ−固溶体範囲内!温度85
0℃〒15分間浴体化焼鈍し、引続き水中′T!急冷し
、た。この材料かhVJ削力1:工によって直径7 m
m 及び長さ25 mm の円筒状試験棒を得た。こ
の試験棒に引張6)応力を縦方向に加オ、そねを全部の
伸び3%を口するように伸張し、た。次に、この伸びに
心安な負荷を偉材横断面に専らなお200 MPaの引
’i、ip 1.1応力が作用する程度に減少また0こ
の状態で試験棒な250°Cの温度に加熱した。この場
合には、0.7%の縦方向への収縮を観察することがで
き、こtlは一力゛向d己1慈力l果に相当した。それ
に続く室温への冷却後、縦方向への試験棒の伸びが0.
3%の価で確認され、すなわち二号回記りは効果か確解
さねた。轡に、室温と250 ’Oとの間の温度周期に
よ1)、この効果の完全な反ffl iJT能19.が
示され これは可逆の二方向動線であることを鉦明[た
。
比軟試験の場合、Ill」じ寸法及び同じ熱処理後の棒
材を同時に静的負荷なし7に同じ温度周期に与えた。5
:の場合に)1、全く二方向効果を観察することができ
なかった。従って、相当する熱的前処理及びg械的前処
理拶に一方向効果だけを示す材料の場合、普通の鋼の弾
性範囲で測定さ1+た常に著しい二方向記憶効果は、付
加的に上に咬持された静的負荷によって発生させること
ができることがNcト明された。
材を同時に静的負荷なし7に同じ温度周期に与えた。5
:の場合に)1、全く二方向効果を観察することができ
なかった。従って、相当する熱的前処理及びg械的前処
理拶に一方向効果だけを示す材料の場合、普通の鋼の弾
性範囲で測定さ1+た常に著しい二方向記憶効果は、付
加的に上に咬持された静的負荷によって発生させること
ができることがNcト明された。
実施例■:
出発材料は、β−黄銅系に属する、こJ]まtの粉末金
属冶金法で得られた記憶合金からなっていた。この合金
の組成は、次のallであったAe: 14.2
重量% Ni : 3.2車量チ Cu: 残分 この合金を熱ロールによってノqさ2.5ynm の
。
属冶金法で得られた記憶合金からなっていた。この合金
の組成は、次のallであったAe: 14.2
重量% Ni : 3.2車量チ Cu: 残分 この合金を熱ロールによってノqさ2.5ynm の
。
帯状体に亥えた。次に、この帯状体から正方形横断[i
4i 2.5 X 2.5 mm 及び長さ3’ 5
m、m の試験棒を切断1,950°0〒15分間溶体
化焼鈍し、水中!急冷した。その上、この試験棒に外側
1稙維が5%の伸びを受けるように曲げ応力を加えた。
4i 2.5 X 2.5 mm 及び長さ3’ 5
m、m の試験棒を切断1,950°0〒15分間溶体
化焼鈍し、水中!急冷した。その上、この試験棒に外側
1稙維が5%の伸びを受けるように曲げ応力を加えた。
次に、試験棒1つ宛を偏位(曲がil )を測定する測
定装置に支持し、横力向の力を正×は狛の方向に及ぼす
種々の機械的餉荷下で20゛C〜250°0のIA!
K周期に与オた0この場合、負荷零では実際に二方向効
果を確認することができなかった。試験棒の自由運動を
削正するか又は下から支持する負荷を与えると、こtl
ら双方の場合に顕著な二方向効果を確認することが↑A
た。この効果は、横力向の力を棒材の運動方向と反対に
与え、その力が200 MPaの最も外側の繊維の応力
に相当する棉度の大きさで選択する場合に最大値を達成
した。この場合、達成可能な般大偏位は、約1.8%の
可逆の伸び(=二方向記憶動部)に相当し、た0狛荷が
さらに増大すると、二方向効果は再び減少[、た。
定装置に支持し、横力向の力を正×は狛の方向に及ぼす
種々の機械的餉荷下で20゛C〜250°0のIA!
K周期に与オた0この場合、負荷零では実際に二方向効
果を確認することができなかった。試験棒の自由運動を
削正するか又は下から支持する負荷を与えると、こtl
ら双方の場合に顕著な二方向効果を確認することが↑A
た。この効果は、横力向の力を棒材の運動方向と反対に
与え、その力が200 MPaの最も外側の繊維の応力
に相当する棉度の大きさで選択する場合に最大値を達成
した。この場合、達成可能な般大偏位は、約1.8%の
可逆の伸び(=二方向記憶動部)に相当し、た0狛荷が
さらに増大すると、二方向効果は再び減少[、た。
実施例I:
実施例■の記載と同じ組成及び寸法の試験棒を同じ方法
1m体化焼鈍し、急冷し、約5%変形した。付加的にこ
の試験棒な変形後に300°0−t’30分間静的負荷
下で形状安定化処理し、300°0で30分間負荷な[
、にマルテンサイト安定化処理[、た。笑施41;IJ
lによるその彷・の試験によ1)、既に負荷零の際に
約1.5%(伸び)の顕著な二方向効果を示し、だが、
この二方向効果は、loOMPaの応力に相当する、偉
材の運!1υ)方向と反対の負荷の際に約2%に上昇す
ることができた0目11引張I)が負荷と1!、対の場
合には、二方向効果は、者しく減少し、−100MPa
の応力の際に0.8%末/A↑あった。
1m体化焼鈍し、急冷し、約5%変形した。付加的にこ
の試験棒な変形後に300°0−t’30分間静的負荷
下で形状安定化処理し、300°0で30分間負荷な[
、にマルテンサイト安定化処理[、た。笑施41;IJ
lによるその彷・の試験によ1)、既に負荷零の際に
約1.5%(伸び)の顕著な二方向効果を示し、だが、
この二方向効果は、loOMPaの応力に相当する、偉
材の運!1υ)方向と反対の負荷の際に約2%に上昇す
ることができた0目11引張I)が負荷と1!、対の場
合には、二方向効果は、者しく減少し、−100MPa
の応力の際に0.8%末/A↑あった。
実施例■:
図面参照。
★施例Iによる材料から常法マ直径I I7n の針金
を得、そtlをコイル直径14 mm のコイルばね
(二巻いた。このばねを900°0↑30分曲溶体化焼
鈍し、水中〒急冷した。このコイルばねをほぼ臨界イー
にり形り1、記憶効果に必要な状純にもたらした。フレ
ームl中に記憶合金からf[るコイルばね2及び普通の
ばね3を同軸〒前応力なしに組込んだ02と3の結合部
材としては、測定値又は力を伝達するために使用するこ
とができる運動部材4を使用した。個々の部材2.3及
び4は、基ネ位置〒示されている。約200℃に加熱す
ると、げね2は伸彊し、ばね3は収縮し、シ、たがって
このばね一己、2に対して可変の対向力を及ぼした。運
動部材5は、加熱後の偏位した位置で示されている(運
動方向二点線の矢印)。冷却すると、2は再び収縮し、
運動部材は、4に相当する奉本fX装置に戻った(運動
方向 実線の矢印)1.この周期は 任意の回数で繰り
返すことが1き、こねは可逆の二方向効果の存在を組立
てた構成部材の全体で証明した。
を得、そtlをコイル直径14 mm のコイルばね
(二巻いた。このばねを900°0↑30分曲溶体化焼
鈍し、水中〒急冷した。このコイルばねをほぼ臨界イー
にり形り1、記憶効果に必要な状純にもたらした。フレ
ームl中に記憶合金からf[るコイルばね2及び普通の
ばね3を同軸〒前応力なしに組込んだ02と3の結合部
材としては、測定値又は力を伝達するために使用するこ
とができる運動部材4を使用した。個々の部材2.3及
び4は、基ネ位置〒示されている。約200℃に加熱す
ると、げね2は伸彊し、ばね3は収縮し、シ、たがって
このばね一己、2に対して可変の対向力を及ぼした。運
動部材5は、加熱後の偏位した位置で示されている(運
動方向二点線の矢印)。冷却すると、2は再び収縮し、
運動部材は、4に相当する奉本fX装置に戻った(運動
方向 実線の矢印)1.この周期は 任意の回数で繰り
返すことが1き、こねは可逆の二方向効果の存在を組立
てた構成部材の全体で証明した。
本発明は、前記実施例に限定されるもの慣はない。可逆
の二方向記憶効果を組立てた*r!4部材中に発生させ
るためには、原理的に構成部材は、普通の条件″F″r
!、すなわち支障のない0山な運動方法で専ら一方向効
果を示す全部の記憶合金から得ることが1きる。作業状
態の場合に目、一方向効果方向と反対に昨月1する内部
応力を生じる力が構成部材に及ぼされることに注意しな
ければならない。これは、外部負性な対向重り、ばね等
の形〒もたらすことによって行t「わわうる。記憶合金
からなる構成部材は、引張−17JII 1七−1曲げ
−又は捩り棒の形(さらにコイルばねの形)を有するこ
とができる。J1本から及ぼされる前狛荷は、構成部材
の使用目的に応じて一定一ごも可変〒もよい0 合金としては、王にOu/A l/N i−記憶合金、
Ou/Ae−記憶合金、Ou/Zn/A/−記憶合金、
T 1/v −記憶合金 T1/Nb−記憶合金、Ni
/Ti配憶合金及びNt/Tt/au−記憶合金がこれ
に該肖する。
の二方向記憶効果を組立てた*r!4部材中に発生させ
るためには、原理的に構成部材は、普通の条件″F″r
!、すなわち支障のない0山な運動方法で専ら一方向効
果を示す全部の記憶合金から得ることが1きる。作業状
態の場合に目、一方向効果方向と反対に昨月1する内部
応力を生じる力が構成部材に及ぼされることに注意しな
ければならない。これは、外部負性な対向重り、ばね等
の形〒もたらすことによって行t「わわうる。記憶合金
からなる構成部材は、引張−17JII 1七−1曲げ
−又は捩り棒の形(さらにコイルばねの形)を有するこ
とができる。J1本から及ぼされる前狛荷は、構成部材
の使用目的に応じて一定一ごも可変〒もよい0 合金としては、王にOu/A l/N i−記憶合金、
Ou/Ae−記憶合金、Ou/Zn/A/−記憶合金、
T 1/v −記憶合金 T1/Nb−記憶合金、Ni
/Ti配憶合金及びNt/Tt/au−記憶合金がこれ
に該肖する。
本発明方法によりば、通常二方向記憶効果を有しないか
又は無価値の二方向記憶効果だけを有する構成部材の場
合に爾後〒あっても顕著な二方向効果を誘発させること
が〒きる0それによって、1つの重要な合金類にリレー
、スイッチ及び温度レリーズのもう1つの笑際に型費な
使用分野が開発される。
又は無価値の二方向記憶効果だけを有する構成部材の場
合に爾後〒あっても顕著な二方向効果を誘発させること
が〒きる0それによって、1つの重要な合金類にリレー
、スイッチ及び温度レリーズのもう1つの笑際に型費な
使用分野が開発される。
図面)1、本発明方法により作業する、ばね結合の実施
例の構成部材を示す略図1ある。)l・・・フレーム、
2・・・コイルばね、3・普通ノばね、4・・・運動部
材、5・・・加熱時の運動部材の位置
例の構成部材を示す略図1ある。)l・・・フレーム、
2・・・コイルばね、3・普通ノばね、4・・・運動部
材、5・・・加熱時の運動部材の位置
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、 普通の条件下で専ら一方向効果を示す記憶合金か
らなる構成部材をまずβ−固浴体の温度範囲内で塔体化
焼鈍し、引続き水中で急冷し、変形する。ことにより、
該構成部材に可逆の二方向記憶効果を発生させる方法に
おいて、該構成部材に作業状態で一方向効果と反対に作
用する、内部応力を発生させる外部負荷を、付加重量、
ばね又は構成部材の自由連動を阻止しかつそれと固定的
に結合せる性力P的な阻止部材の形↑及ぼすことを特徴
とする、一方向記憶効果を示す合金からなる構成部材に
可逆の二方向記憶効果を発生させる方法。 2、 記憶合金がCu/A//Ni −、cu/A7?
−、Cu/Zn/A e −、rL/v −、T1/N
b −、N1/T1−又#sML/Ti/cu−合金フ
ある、特許請求のfip、間第1項(1) hピ載の方法。 3、 41jl成部材は軸線方向の静的耐負荷が重量の
形で及ぼされる引張棒〒ある、特許請求の範囲第1項^
[(軟の方法。 4、構成部材は縦軸線方向に対して横に作用する静的耐
負荷が重量の形で及ぼさゎるが又はばねにより及ぼされ
る曲げ棒である、特許請求の範囲第1項記載の方法。 5、構成部材はコイルばねであI)、このコイルばねに
lty+軸ではあるが一方向効果方向と反対に作用する
対向ばねが接続さね、それによって構成部材に可変の前
負荷が及#!さねる、特許請求の範囲第1項記載の方法
。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH704/820 | 1982-02-05 | ||
CH704/82A CH659481A5 (de) | 1982-02-05 | 1982-02-05 | Verfahren zur erzeugung eines reversiblen zweiweg-gedaechtniseffekts in einem bauteil aus einer einen einwegeffekt zeigenden legierung. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58144461A true JPS58144461A (ja) | 1983-08-27 |
Family
ID=4193225
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58016312A Pending JPS58144461A (ja) | 1982-02-05 | 1983-02-04 | 一方向記憶効果を示す合金からなる構成部材に可逆の二方向記憶効果を発生させる方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4405387A (ja) |
EP (1) | EP0086011B1 (ja) |
JP (1) | JPS58144461A (ja) |
AT (1) | ATE23568T1 (ja) |
CH (1) | CH659481A5 (ja) |
DE (1) | DE3367624D1 (ja) |
Cited By (3)
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