CN103896587A - 介电组合物、及包括其作为介电层的多层陶瓷电容器 - Google Patents

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Abstract

本文中公开了一种介电组合物及包括其作为介电层的多层陶瓷电容器。该介电组合物包含由以下化学式A5-xB10O30-x表示的化合物作为主要成分，其中A必要地包括Ba，并且一部分Ba由选自Sr和Ca中的至少一种取代；B必要地包括Nb，并且一部分Nb由选自Ta和V中的至少一种取代；并且x满足以下方程式：1<x<5。

Description

介电组合物、及包括其作为介电层的多层陶瓷电容器
相关申请的引用 
本申请要求于2012年12月26日提交的题为“介电组合物、及包括其作为介电层的多层陶瓷电容器（Dielectric Composition,and Multilayered Ceramic Capacitor Including the Same as Dielectric Layer）”的韩国专利申请系列号10-2012-0153368的外国优先权的权益，在此通过引用将其全部内容并入本申请中。 
技术领域
本发明涉及介电组合物、及包括其作为介电层的多层陶瓷电容器。 
背景技术
一般而言，使用陶瓷材料的电子部件如电容器、电感器、压电元件、变阻器、或电热调节器等包括由陶瓷材料制成的陶瓷元件、形成在陶瓷元件中的内部电极、以及安装在陶瓷元件表面上以便于与内部电极连接的外部电极，并且指的是使用厚膜陶瓷多层技术的多层陶瓷电子部件。在片式部件之中，由于诸如小尺寸、高电容、安装容易等优点，使得多层陶瓷电容器已经广泛用作用于移动通信设备如计算机、个人数字助理（PDA）、移动式电话等的部件。 
通常通过薄板法、印刷方法等使用于内部电极层的浆料和用于介电层的浆料多层化并且进行共烧结处理制备多层陶瓷电容器。然而，当在还原 气氛下进行烧结处理时，用于现有多层陶瓷电容器等的介电材料被还原为半导体。 
因此，已经将在烧结介电材料的温度下不会融化，并且即使在不能够使介电材料成为半导体的高氧分压下进行烧结处理也不会被氧化的贵金属如Pd等用作内部电极的材料。 
然而，由于贵金属如Pd等昂贵，使得由贵金属制成的多层陶瓷电容器在降低价格方面具有困难。因此，作为用于内部电极的材料，已经主要使用相对廉价的非金属如镍（Ni）、镍合金等。 
此外，在其中非金属用作内部电极层的导电材料的情况下，当在大气中进行烧结处理时，内部电极层被氧化，使得介电层和内部电极层的共烧结处理应当在还原气氛下进行。 
一般而言，在其中烧结处理在还原气氛下进行的情况下，介电层被还原，使得绝缘电阻（IR）降低。因此，已经提出了非还原介电材料，并且已经日益要求在静电电容的温度中具有小变化且在-150ppm/℃至+150ppm/℃的范围内任意可控的用于温度补偿的介电磁性组合物。 
在相关技术中，(Ca,Sr)(Ti,Zr)O3组合物已经主要并广泛用作用于温度补偿的介电组合物。参照示出电容温度系数变化的图1以及示出表现根据电容温度系数的性能的方法的以下表1，可以形成具有与COG型温度无关的稳定温度系数的固溶体（solid solution），并且介电常数和电容温度系数可以根据Ca2+和Sr2+离子以及Ti4+和Zr4+离子的组成比变化。 
[表1] 
Figure BDA0000447399360000031
通常，众所周知，当加入的Ca2+和Zr4+多于Sr2+和Ti4+时，介电常数减小而温度系数稳定，但相反地，当加入的Sr2+和Ti4+多于Ca2+和Zr4+时，介电常数增大同时温度系数迅速改变。 
更具体地说，取决于Ca/Sr和Zr/Ti的比率，组合物中的介电常数和电容温度系数具有30至340的介电常数和0～-3400ppm/℃的电容温度系数，当电容温度系数变得稳定时，介电常数较小，小于50。 
[相关技术文献] 
[专利文献] 
（专利文献1）日本专利公开号2004-075486 
发明内容
本发明的一个目的是提供在静电电容的温度方面具有小变化、具有高介电常数和优异的高温可靠性的介电组合物。 
此外，本发明的另一个目的是提供包括介电组合物作为介电层的多层陶瓷电容器。 
根据本发明的示例性实施方式，提供了包含由以下化学式A5-xB10O30-x表示的化合物作为主要成分的介电组合物，其中，A必要地包括Ba，并且一部分Ba由选自Sr和Ca中的至少一种取代；B必要地包括Nb，并且一部分Nb由选自Ta和V中的至少一种取代；并且x满足以下方程式：1<x<5。 
在其中一部分Ba由选自Sr和Ca中的至少一种取代的情况下，Sr或Ca取代可以满足以下范围：0≤y<1。如果初始的Ba的量为1，并且其中“y”是由Sr或Ca取代Ba的部分，此时化学式A5-xB10O30-x中的“A”可以表示为Ba1-ySry或Ba1-yCay。具体地，化学式A5-xB10O30-x可以表示为(Ba1-yCay)5-xB10O30-x或(Ba1-ySry)5-xB10O30-x，0≤y<1，其中1=100%。 
在其中一部分Nb由Ta取代的情况下，Ta取代满足以下范围0≤z<1。如果初始的Nb的量为1，并且其中“z”是由Ta取代Nb的部分，此时化学式A5-xB10O30-x中的“B”可以表示为Nb1-zTaz。具体地，化学式A5-xB10O30-x表示为A5-x(Nb1-zTaz)O30-x，0≤z<1，其中1=100%。 
在其中一部分Nb由V取代的情况下，V取代可以满足0.2以下的范围。 
在1KHz至10,000KHz的频率之间，介电常数可以是80至310并且介电损失可以是0.004至0.071；并且在1MHz至100MHz的频率之间，介电常数可以是75至300并且介电损失可以是0.001至0.007。 
可以满足由EIA标准限定的Y5V或X5R特性。 
可以在1100℃至1300℃的温度范围下烧结介电组合物。 
介电组合物可以进一步包含选自玻璃料、V2O5、CuO、B2O3和BiVO3中的至少一种作为低温烧结剂。 
基于总介电组合物，可以以1wt%至10wt%的量包含低温烧结剂。 
低温烧结剂可以包括选自ZnO-B2O3-SiO2、Li2O-B2O3-SiO2和CaO-B2O3-SiO2中的至少一种作为主要成分。 
低温烧结剂可以进一步包括选自Al2O3、Na2O、K2O和P2O5中的至少一种。 
可以在1000℃至1100℃的温度下烧结包含低温烧结剂的介电组合物。 
根据本发明的另一个示例性实施方式，提供了通过使内部电极和介电层多层化制备的多层陶瓷电容器，其中，介电层使用包含由以下化学式A5-xB10O30-x（A必要地包括Ba，并且一部分Ba由选自Sr和Ca中的至少一种取代；B必要地包括Nb，并且一部分Nb由选自Ta和V中的至少一种取代；并且x满足以下方程式：1<x<5）表示的化合物作为主要成分的介电组合物。 
内部电极可以是镍或镍合金。 
可以共烧结介电层和内部电极。 
附图说明
图1是示出电容温度系数根据温度变化的曲线图； 
图2是示出在烧结由本发明的示例性实施方式制备的介电组合物之后，通过改变x值测定的断裂面的扫描电子显微镜（SEM）照片；以及 
图3是示出取决于由本发明示例性实施方式制备的介电组合物的主要成分化学式中的x值的介电常数（a）和介电损失（b）的曲线图。 
具体实施方式
在下文中，将更详细地描述本发明。 
在本说明书中使用的术语是用于解释实施方式而不是限制本发明。除非明确描述为与此相反，否则在本说明书中单数形式可以包括复数形式。此外，在本说明书中使用的词语“包括（comprise）”以及变体如“包含（comprises）”或“含有（comprising）”等将理解为表示包括所陈述的形状、图形、步骤、操作、部件、元件（要素）和/或它们的组但并不表示排除任何其他的形状、图形、步骤、操作、部件、元件（要素）和/或它们的组。 
本发明涉及克服为(Ca,Sr)(Ti,Zr)O3的缺点的低介电常数、具有稳定的电容温度系数和70以上的介电常数的组合物。 
根据本发明的示例性实施方式的介电组合物可以包含由以下化学式A5-xB10O30-x（A必要地包括Ba，并且一部分Ba由选自Sr和Ca中的至少一种取代；B必要地包括Nb，并且一部分Nb由选自Ta和V中的至少一种取代；并且x满足以下方程式：1<x<5）表示的化合物作为主要成分。 
以上化学式中的x的范围优选为大于1且小于5，并且在其中x满足以上所描述的范围的情况下，主要晶相优选具有四方钨青铜（TTB）型并且具有反铁电特性的晶体结构。 
此外，包含由以下化学式A5-xB10O30-x（A必要地包括Ba，并且一部分Ba由选自Sr和Ca中的至少一种取代；B必要地包括Nb，并且一部分Nb由选自Ta和V中的至少一种取代；并且x满足以下方程式：1<x<5）表示的化合物作为主要成分的根据本发明的示例性实施方式的介电组合物可以具有通过以下方法实现的改善的介电性能和改善的烧结性能。 
在以上化学式中，可以由选自Sr和Ca中的至少一种取代在A部位处的一部分Ba，其中，Sr或Ca取代可以满足以下范围：0≤y<1。如果初始的Ba的量为1，并且其中“y”是由Sr或Ca取代Ba的部分，此时化学式A5-xB10O30-x中的“A”可以表示为Ba1-ySry或Ba1-yCay。在其中Sr或Ca取代满足以下范围：0≤y<1的情况下，发生晶格扭转，使得可以增大介电常数以获得高介电常数特性并且可以减少介电损失以获得具有高品质因数的介电陶瓷。 
更具体地说，由于通常Sr示出0.75以上的顺电性（paraelectricity）并且Ca示出0.5以上的顺电性，使得介电常数和介电损失减少超过以上所描述的示出顺电性的范围。 
此外，可以由选自Ta和V中的至少一种取代在以上化学式中的B部位处的一部分Nb，其中，Ta取代可以满足以下范围：0≤z<1。如果初始的Nb的量为1，并且其中“z”是由Ta取代Nb的部分，此时化学式A5-xB10O30-x中的“B”可以表示为Nb1-zTaz。在以上所描述的范围中，可以提供高介电常数和高品质因数以改善介电性能。由于Ta具有与Nb的晶格结构和离子半径相似的晶格结构和离子半径，使得可以将Ta容易地取代。 
进一步地，在其中一部分Nb由V取代的情况下，烧结温度取决于取代量降低；然而，在其中V的取代量高于0.2的情况下，由于当共烧结电极和陶瓷体的时候极度地产生扩散，V的取代量适当的是0.2以下，并且当V的取代量增加时，介电性能被劣化，但是在1150℃以下的温度下可以实现烧结过程。 
由根据本发明的示例性实施方式的以上化学式表示的化合物的主要晶相（Ba3Nb10O28相）是具有四方钨青铜（TTB）型晶体结构并且具有反铁电特性的晶相。 
基于总介电组合物，可以以30wt%至100wt%的量包含由以上化学式表示的主要成分，并且在其中含量小于30wt%的情况下，介电常数降低至70以下，并且非优选地存在多种次生相和非合成相以劣化介电性能。 
此外，根据本发明的示例性实施方式的介电组合物在1KHz至10,000KHz的频率之间，具有80至310的介电常数和0.004至0.071的介电损失；并且在1MHz至100MHz的频率之间，具有75至300的介电常数和0.001至0.007的介电损失。 
根据相关技术的(Ca,Sr)(Ti,Zr)O3是在1300℃以上的温度下烧结时具有非烧结性的材料；然而，根据本发明的示例性实施方式的介电组合物的主要成分可以在1100℃至1300℃的温度范围下烧结。 
此外，可以在还原气氛下烧结根据本发明的示例性实施方式的介电组合物。在其中在还原气氛下烧结根据相关技术的介电组合物的情况下，介电层被还原并且绝缘电阻（IR）降低；然而，由于根据本发明的示例性实施方式的介电组合物具有非还原特性，使得可以解决当在还原气氛下烧结时IR降低的问题。 
进一步地，根据本发明的示例性实施方式的介电组合物可以满足由EIA标准限定的Y5V或X5R特性。Y5V特性满足操作温度为-30℃至+85℃并且温度特性为+22%至-82%。此外，X5R特性满足操作温度为-55℃至+85℃并且温度特性为±15%。 
因此，根据本发明的示例性实施方式的介电组合物可以提供甚至在高温下也示出稳定特性的多层陶瓷电容器。 
此外，基于总介电组合物，根据本发明的示例性实施方式的介电组合物可以以1wt%至10wt%的小含量包含选自玻璃料、V2O5、CuO、B2O3和BiVO3中的至少一种低温烧结剂。 
更具体地，低温烧结剂可以包含选自ZnO-B2O3-SiO2、Li2O-B2O3-SiO2和CaO-B2O3-SiO2中的至少一种作为主要成分，并且进一步包含选自Al2O3、Na2O、K2O和P2O5中的至少一种。 
将低温烧结剂加入根据本发明的示例性实施方式的介电组合物，使得烧结温度降低至1000℃至1100℃。 
此外，本发明涉及通过使内部电极和介电层多层化制备的多层陶瓷电容器，其中，介电层使用包含由以下化学式A5-xB10O30-x（A必要地包括Ba，并且一部分Ba由选自Sr和Ca中的至少一种取代；B必要地包括Nb，并且一部分Nb由选自Ta和V中的至少一种取代；并且x满足以下方程式：1<x<5）表示的化合物作为主要成分的介电组合物。 
根据本发明的示例性实施方式的多层陶瓷电容器可以包括介电组合物作为介电层以具有高介电常数和优异的温度特性。 
多层陶瓷电容器中的内部电极可以是镍或镍合金。 
此外，优选在根据本发明的示例性实施方式的多层陶瓷电容器中共烧结陶瓷元件和内部电极。 
在下文中，将详细地描述本发明的示例性实施方式。通过实例的方式描述以下实施例，并且不应将其解释为限制本发明的范围。此外，使用具体化合物例证了以下实施例，但是对于本领域的技术人员显而易见的是通过使用它们的等价物获得的效果可以与本发明中的那些相同或相似。 
实施例1
通过使用由以下方程式：A5-xB10O30-x作为主要成分制备每种介电组合物，但是如在以下表2中示出的改变x值，并且以3wt%的量加入V2O5作为低温烧结剂。 
[表2] 
主要成分 介电常数（1MHz） 介电损失（1MHz）
Ba4Nb10O29 294 0.007
Ba3Nb10O28 206 0.001
Ba 2 Nb 10 O 27 115 0.001
BaNb 10 O 26 79 0.003
在实施例1中，y=0，并且z=0。 
实验例1：在烧结之后确定断裂面结构
在1200℃的温度下烧结通过以上实施例1制备的每种介电组合物之后，使用扫描电子显微镜（SEM）测定其断裂面，并将其结果显示在图2中。 
从图2中可以理解，组合物密实，具有很少的孔隙。 
实验例2：根据温度测定介电性能
使用安捷伦公司的4194A在1000KHz的频带下测定通过实验例1制备的每种介电组合物根据温度的介电性能（a：介电常数，b：介电损失），并将其结果显示在图3（a）和图3（b）中。 
如在图3（a）和3（b）中示出的，当以下化学式Ba5-xNb10O30-x中的x升高时，介电常数劣化，但是电容温度系数维持稳定与温度无关。 
此外，根据本发明的示例性实施方式的包含以下化学式Ba5-xNb10O30-x作为主要成分的介电组合物，在1000KHz的频率下，测定的介电常数是80至310，并且测定的介电损失是0.004至0.071。 
进一步地，可以从以上表2中确定，在使用安捷伦公司的4284A测量1MHz频带的情况下，介电常数是79至294，并且介电损失是0.001至0.007。 
根据本发明的示例性实施方式，可以制备在静电电容的温度方面具有小变化、具有高介电常数和优异的高温可靠性的介电组合物。因此，包括介电组合物作为介电层的多层陶瓷电容器可以具有高介电常数和优异的高温可靠性。 
尽管为了示例性的目的已公开本发明的优选实施方式，本领域技术人员将理解的是，可以进行各种修改、添加以及替换而不背离如在随附权利要求中公开的本发明的范围和精神。因此，同样应该理解这些修改、添加和替换都落在本发明的范围内。 

Claims (16)

1.一种包含由以下化学式A5-xB10O30-x表示的化合物作为主要成分的介电组合物，
其中，A必要地包括Ba，并且一部分Ba由选自Sr和Ca中的至少一种取代；
B必要地包括Nb，并且一部分Nb由选自Ta和V中的至少一种取代；并且
x满足以下方程式：1<x<5。
2.根据权利要求1所述的介电组合物，其中，在其中所述一部分Ba由选自Sr和Ca中的至少一种取代的情况下，Sr或Ca取代满足以下范围：0≤y<1，其中y是由Sr或Ca取代Ba的部分。
3.根据权利要求1所述的介电组合物，其中，在其中所述一部分Nb由Ta取代的情况下，Ta取代满足以下范围：0≤z<1，其中z是由Ta取代Nb的部分。
4.根据权利要求1所述的介电组合物，其中，在其中所述一部分Nb由V取代的情况下，V取代满足0.2以下的范围。
5.根据权利要求1所述的介电组合物，其中，在1KHz至10,000KHz的频率之间，介电常数是80至310并且介电损失是0.004至0.071；并且在1MHz至100MHz的频率之间，介电常数是75至300并且介电损失是0.001至0.007。
6.根据权利要求1所述的介电组合物，其中，满足由EIA标准定义的Y5V或X5R特性。
7.根据权利要求1所述的介电组合物，其中，基于所述总介电组合物，以30wt%至100wt%的量包含所述由以下化学式A5-xB10O30-x表示的化合物，其中A必要地包括Ba，并且一部分Ba由选自Sr和Ca中的至少一种取代；B必要地包括Nb，并且一部分Nb由选自Ta和V中的至少一种取代；并且x满足以下方程式：1<x<5。
8.根据权利要求1所述的介电组合物，其中，以1100℃至1300℃的温度范围烧结所述介电组合物。
9.根据权利要求1所述的介电组合物，进一步包含选自玻璃料、V2O5、CuO、B2O3和BiVO3中的至少一种作为低温烧结剂。
10.根据权利要求9所述的介电组合物，其中，基于所述总介电组合物，以1wt%至10wt%的量包含所述低温烧结剂。
11.根据权利要求9所述的介电组合物，其中，所述低温烧结剂包含选自ZnO-B2O3-SiO2、Li2O-B2O3-SiO2和CaO-B2O3-SiO2中的至少一种作为主要成分。
12.根据权利要求9所述的介电组合物，其中，所述低温烧结剂进一步包含选自Al2O3、Na2O、K2O和P2O5中的至少一种。
13.根据权利要求9所述的介电组合物，其中，以1000℃至1100℃的温度烧结所述介电组合物。
14.一种通过使内部电极和介电层多层化制备的多层陶瓷电容器，
其中，所述介电层使用包含由以下化学式A5-xB10O30-x表示的化合物作为主要成分的介电组合物，其中A必要地包括Ba，并且一部分Ba由选自Sr和Ca中的至少一种取代；B必要地包括Nb，并且一部分Nb由选自Ta和V中的至少一种取代；并且x满足以下方程式：1<x<5。
15.根据权利要求14所述的多层陶瓷电容器，其中，所述内部电极是镍或镍合金。
16.根据权利要求14所述的多层陶瓷电容器，其中，共烧结所述介电层和所述内部电极。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI551442B (zh) * 2015-11-25 2016-10-01 Layered ceramic electronic components and pressureless sintering method co
TWI583626B (zh) * 2015-10-06 2017-05-21 Tdk股份有限公司 介電組成物及電子元件
CN106915958A (zh) * 2015-12-24 2017-07-04 华新科技股份有限公司 积层电子陶瓷元件及其无压共烧结制法
CN106920692A (zh) * 2015-12-28 2017-07-04 三星电机株式会社 介电组合物及包含该介电组合物的多层陶瓷电容器
CN109071355A (zh) * 2016-03-24 2018-12-21 Tdk株式会社 电介质组合物、电介质元件、电子部件及层叠电子部件
CN111116197A (zh) * 2020-01-03 2020-05-08 山东国瓷功能材料股份有限公司 一种铌酸钡体系微波介质陶瓷材料及其制备方法与应用
CN112341192A (zh) * 2020-11-20 2021-02-09 西安合容新能源科技有限公司 一种高储能密度钛酸铋钠基无铅介质材料及其制备方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9567263B2 (en) * 2014-10-27 2017-02-14 Tdk Corporation Dielectric composition and electronic component
CN105771958B (zh) * 2016-05-10 2018-07-24 河北科技师范学院 一种Bi4V2O11纳米颗粒的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1249286A (zh) * 1998-09-28 2000-04-05 株式会社村田制作所 介电陶瓷组合物及叠层陶瓷电容器
CN1316747A (zh) * 2000-02-09 2001-10-10 Tdk株式会社 介电陶瓷组合物、电子器件及其生产方法
US20020039272A1 (en) * 2000-07-31 2002-04-04 Murata Manufacturing Co., Ltd. Reduction-resistant dielectric ceramic compact and laminated ceramic capacitor
CN1356704A (zh) * 2000-11-24 2002-07-03 株式会社村田制作所 介电陶瓷组成物及叠层陶瓷电容器
CN1578994A (zh) * 2001-08-28 2005-02-09 Tdk株式会社 薄膜电容元件用组合物、高电容率绝缘膜、薄膜电容元件和薄膜叠层电容器

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004075486A (ja) 2002-08-21 2004-03-11 Nagoya Industrial Science Research Inst マイクロ波誘電体用添加剤、マイクロ波誘電体組成物、及びその製造方法
US20070120164A1 (en) * 2005-10-20 2007-05-31 Canon Kabushiki Kaisha Film forming method and oxide thin film element
JP2008227332A (ja) * 2007-03-15 2008-09-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 積層セラミックコンデンサとその製造方法
JP5158061B2 (ja) * 2009-11-30 2013-03-06 Ｔｄｋ株式会社 薄膜コンデンサ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1249286A (zh) * 1998-09-28 2000-04-05 株式会社村田制作所 介电陶瓷组合物及叠层陶瓷电容器
CN1316747A (zh) * 2000-02-09 2001-10-10 Tdk株式会社 介电陶瓷组合物、电子器件及其生产方法
US20020039272A1 (en) * 2000-07-31 2002-04-04 Murata Manufacturing Co., Ltd. Reduction-resistant dielectric ceramic compact and laminated ceramic capacitor
CN1356704A (zh) * 2000-11-24 2002-07-03 株式会社村田制作所 介电陶瓷组成物及叠层陶瓷电容器
CN1578994A (zh) * 2001-08-28 2005-02-09 Tdk株式会社 薄膜电容元件用组合物、高电容率绝缘膜、薄膜电容元件和薄膜叠层电容器

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TAKURO IKEDA ET.AL.: "Some compounds of tungsten-bronze type A6B10O30(B=Nb,Ti or Nb,W)", 《JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS》 *
TAKURO IKEDA ET.AL.: "Some solid solutions of the A5B10O30- and A6B10O30- Type Tungsten-Bronze Ferroelectrics", 《JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS》 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI583626B (zh) * 2015-10-06 2017-05-21 Tdk股份有限公司 介電組成物及電子元件
TWI551442B (zh) * 2015-11-25 2016-10-01 Layered ceramic electronic components and pressureless sintering method co
CN106915958A (zh) * 2015-12-24 2017-07-04 华新科技股份有限公司 积层电子陶瓷元件及其无压共烧结制法
CN106915958B (zh) * 2015-12-24 2020-10-09 华新科技股份有限公司 积层电子陶瓷元件及其无压共烧结制法
CN106920692A (zh) * 2015-12-28 2017-07-04 三星电机株式会社 介电组合物及包含该介电组合物的多层陶瓷电容器
CN109071355A (zh) * 2016-03-24 2018-12-21 Tdk株式会社 电介质组合物、电介质元件、电子部件及层叠电子部件
CN109071355B (zh) * 2016-03-24 2022-01-04 Tdk株式会社 电介质组合物、电介质元件、电子部件及层叠电子部件
CN111116197A (zh) * 2020-01-03 2020-05-08 山东国瓷功能材料股份有限公司 一种铌酸钡体系微波介质陶瓷材料及其制备方法与应用
CN111116197B (zh) * 2020-01-03 2022-05-27 山东国瓷功能材料股份有限公司 一种铌酸钡体系微波介质陶瓷材料及其制备方法与应用
CN112341192A (zh) * 2020-11-20 2021-02-09 西安合容新能源科技有限公司 一种高储能密度钛酸铋钠基无铅介质材料及其制备方法
CN112341192B (zh) * 2020-11-20 2022-07-22 西安合容新能源科技有限公司 一种高储能密度钛酸铋钠基无铅介质材料及其制备方法

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