JPS622408A - 非還元性誘電体磁器組成物 - Google Patents
非還元性誘電体磁器組成物Info
- Publication number
- JPS622408A JPS622408A JP60142314A JP14231485A JPS622408A JP S622408 A JPS622408 A JP S622408A JP 60142314 A JP60142314 A JP 60142314A JP 14231485 A JP14231485 A JP 14231485A JP S622408 A JPS622408 A JP S622408A
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- JP
- Japan
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- dielectric
- ceramic composition
- dielectric ceramic
- dielectric constant
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は磁器コンデンサ、特にニッケルから成る内部電
極を有す゛る積層型磁器コンデンサの非還元性誘゛成体
磁器組成物に関するものである。
極を有す゛る積層型磁器コンデンサの非還元性誘゛成体
磁器組成物に関するものである。
従来、一般に積層型磁器コンデンサは表面に内部電極が
塗布されたシート状のBa’r1ozを主成分とする誘
電体を複数枚積層するとともに各ノートの内部電極を交
互に並列に一対の外部接続用電極に接続し、これを焼結
一体化することにより形成されている。このような積層
型磁器コンデンサは近年のエレクトロニクスの進展に伴
ない電子部品の小型化が急速に進行し、広範な電子回路
に使用されるようになってきている。
塗布されたシート状のBa’r1ozを主成分とする誘
電体を複数枚積層するとともに各ノートの内部電極を交
互に並列に一対の外部接続用電極に接続し、これを焼結
一体化することにより形成されている。このような積層
型磁器コンデンサは近年のエレクトロニクスの進展に伴
ない電子部品の小型化が急速に進行し、広範な電子回路
に使用されるようになってきている。
しかしながら、この従来のBaTi、Onを主成分とす
る誘電体材料は1250℃〜1350℃の高温で焼成す
る必要があり、この材料を積層型磁器コンデンサの誘電
体として使用した場合、内部電極は前記誘電体の焼成温
度にて溶融することなく、かつ酸化することがない高価
な貴金属であるバヲジウム(融点1555℃)またはそ
の合金が使用され、特に静電容量が大きいものでは内部
電極数が大となってコスト高となる欠点を有していた。
る誘電体材料は1250℃〜1350℃の高温で焼成す
る必要があり、この材料を積層型磁器コンデンサの誘電
体として使用した場合、内部電極は前記誘電体の焼成温
度にて溶融することなく、かつ酸化することがない高価
な貴金属であるバヲジウム(融点1555℃)またはそ
の合金が使用され、特に静電容量が大きいものでは内部
電極数が大となってコスト高となる欠点を有していた。
したがつて従来の積層型磁器コンデンサは容量効率が高
く、その低誘電的特性に優れ、かつ高信頼性におるにも
拘わらず価格面がその進展に大きな障害となっていた。
く、その低誘電的特性に優れ、かつ高信頼性におるにも
拘わらず価格面がその進展に大きな障害となっていた。
そこで、上記従来の積層型磁器コンデンサの高価となる
欠点を解消するために内部電極として安価な卑金属、例
えばニッケ〃を使用することが試みられている。しかし
ながら、ニッケルなどの卑金属を内部tWとして使用す
ると、チタン酸バリタム(BaTiOs ) 等から
成る誘電体と卑金属内部電極とを同時焼結する際、前記
卑金属が酸化することなく金属膜として焼結する条件は
Ni / NiOの平衡酸素分圧が1300℃において
約3X10atmであるから、それ以下の酸素分圧でな
ければならず、この場合チタン酸バリタムまたはその固
溶体からなる誘電体は、一般に前記の酸素分圧下では還
元されてしまって絶縁性を失ない、その結集積層型磁器
コンデンサとしての実用的な誘電体特性が得られなくな
るという欠点を有していた。
欠点を解消するために内部電極として安価な卑金属、例
えばニッケ〃を使用することが試みられている。しかし
ながら、ニッケルなどの卑金属を内部tWとして使用す
ると、チタン酸バリタム(BaTiOs ) 等から
成る誘電体と卑金属内部電極とを同時焼結する際、前記
卑金属が酸化することなく金属膜として焼結する条件は
Ni / NiOの平衡酸素分圧が1300℃において
約3X10atmであるから、それ以下の酸素分圧でな
ければならず、この場合チタン酸バリタムまたはその固
溶体からなる誘電体は、一般に前記の酸素分圧下では還
元されてしまって絶縁性を失ない、その結集積層型磁器
コンデンサとしての実用的な誘電体特性が得られなくな
るという欠点を有していた。
また一方、ニッケルなどの内部電極を有する積層型磁器
コンデンサとして使用できる非還元性誘電体磁器組成物
として、チタン酸バリウム固溶体(sa 、 Ca 、
Sr ) Ti、Chにおいて塩基性酸化物である(
Ba、 Ca、 Sr )oを、酸性酸化物であるT
lO2に対して化学量論比より過剰とし、ニッケルなど
の卑金属を内部電極として使用できる非還元性誘電体磁
器組成物が特公昭57−42588号公報等において提
案されている。
コンデンサとして使用できる非還元性誘電体磁器組成物
として、チタン酸バリウム固溶体(sa 、 Ca 、
Sr ) Ti、Chにおいて塩基性酸化物である(
Ba、 Ca、 Sr )oを、酸性酸化物であるT
lO2に対して化学量論比より過剰とし、ニッケルなど
の卑金属を内部電極として使用できる非還元性誘電体磁
器組成物が特公昭57−42588号公報等において提
案されている。
これは一般に、ABOJ型結晶においては、酸素八面体
(ベロゲスカイト)構造の中心に位置するBイオンに対
して、Bイオンより大きい酸素に対して12配位をとる
Aイオンが化学量論比より過剰である場合、結晶格子が
酸素原子を強く引きっけ、還元され難いことが知られて
おり、前記公報に記載された発明は、この化学量論比の
ずれに立脚し、誘電体の非還元性を向上させたものであ
る。
(ベロゲスカイト)構造の中心に位置するBイオンに対
して、Bイオンより大きい酸素に対して12配位をとる
Aイオンが化学量論比より過剰である場合、結晶格子が
酸素原子を強く引きっけ、還元され難いことが知られて
おり、前記公報に記載された発明は、この化学量論比の
ずれに立脚し、誘電体の非還元性を向上させたものであ
る。
しかしながら、前記公報に記載された誘電体磁器組成物
は誘電率の温度変化率が大きく、誘電体特性が低下する
という欠点を有していた。
は誘電率の温度変化率が大きく、誘電体特性が低下する
という欠点を有していた。
また誘電率の温度変化率が小さい高誘電率系誘電体磁器
組成物としてBaTlQ、 にスズ酸ビスマス(Bi
t (Snos)s ) 、ジA/ :X ニウム酸ビ
ス1 X (FA*(ZrOs )$ 、lなどのビス
マス系化合物あるいはジルコニウム酸ニッケル((Ni
ZrOs ) ) ヤジルコニウム酸マグネシウムC
(MgZrQa ) ) t YA加シたものがある
。これはビスマス系化合物あるいはジルコニウム酸ニッ
ケルやジルコニウム酸マグネシウムの強いデプレッサー
効果によFJ BaTiOs のキエリ一点近傍での
誘電率の極大値を低下させ、誘電率の温度変化率を小さ
くさせたものである。
組成物としてBaTlQ、 にスズ酸ビスマス(Bi
t (Snos)s ) 、ジA/ :X ニウム酸ビ
ス1 X (FA*(ZrOs )$ 、lなどのビス
マス系化合物あるいはジルコニウム酸ニッケル((Ni
ZrOs ) ) ヤジルコニウム酸マグネシウムC
(MgZrQa ) ) t YA加シたものがある
。これはビスマス系化合物あるいはジルコニウム酸ニッ
ケルやジルコニウム酸マグネシウムの強いデプレッサー
効果によFJ BaTiOs のキエリ一点近傍での
誘電率の極大値を低下させ、誘電率の温度変化率を小さ
くさせたものである。
しかしながらニッケルなどの卑金属を内部t@としBa
TLOsにビスマス系化合物あるいはジルコニウム酸ニ
ッケノvやジルコニウム酸マグネシウムを添加した誘電
体を前記Ni / Ni、Oの平衡酸素分圧以下で同時
焼成する場合、前記誘電体は還元されてしまって絶縁性
を失ない、その結果、満足な誘電体特性が得られなくな
るという欠点を有していた。
TLOsにビスマス系化合物あるいはジルコニウム酸ニ
ッケノvやジルコニウム酸マグネシウムを添加した誘電
体を前記Ni / Ni、Oの平衡酸素分圧以下で同時
焼成する場合、前記誘電体は還元されてしまって絶縁性
を失ない、その結果、満足な誘電体特性が得られなくな
るという欠点を有していた。
更に、前記N1/N10の平衡酸素分圧付近で焼成して
も誘電体自身は還元されず誘電率の温度変化率が小さい
非還元性高誘電率系誘電体磁器組成物としてBaTi(
h −MnO−MgO系組成物が特開昭57−7186
6号公報において提案されている。
も誘電体自身は還元されず誘電率の温度変化率が小さい
非還元性高誘電率系誘電体磁器組成物としてBaTi(
h −MnO−MgO系組成物が特開昭57−7186
6号公報において提案されている。
これはMnO及びMgOがBaTiO3の還元を抑制す
る作用をなし、前記平衡酸素分圧付近で焼成しても誘電
体は還元されず、充分な絶縁性を有し、更にMgOは前
記ビスマス系化合物と同様のデプレッサー効果を有して
いることから誘電率の温度変化率を小さくしたものであ
る。しかしながら、前記公報に記載された誘電体磁器組
成物は誘電率それ自体が低く、MgO添加量を増してミ
ニ、ん規格(EEleQtrOnLQ Irmustr
Les As5octatton 5tanC1arC
1)の誘電率の温度変化率(但し、−55℃〜+125
℃の範囲で+25℃を基準とする)を±15%以内にす
ると誘電率が2200以下と更に低くなり、実用的な誘
電体特性が得られなくなるという欠点を有していた。
る作用をなし、前記平衡酸素分圧付近で焼成しても誘電
体は還元されず、充分な絶縁性を有し、更にMgOは前
記ビスマス系化合物と同様のデプレッサー効果を有して
いることから誘電率の温度変化率を小さくしたものであ
る。しかしながら、前記公報に記載された誘電体磁器組
成物は誘電率それ自体が低く、MgO添加量を増してミ
ニ、ん規格(EEleQtrOnLQ Irmustr
Les As5octatton 5tanC1arC
1)の誘電率の温度変化率(但し、−55℃〜+125
℃の範囲で+25℃を基準とする)を±15%以内にす
ると誘電率が2200以下と更に低くなり、実用的な誘
電体特性が得られなくなるという欠点を有していた。
本発明は前記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は
BaTi、Os 、 CaZr01il オよびMnO
(F)組成物において、1250℃〜1350℃におけ
る酸素分圧が3X 110−1Oat〜3 X 10=
” a舗の霜囲気で焼成するとき還元することがなく、
また内部!極として使用するニッケルなどの卑金属粉末
粒子も酸化することがなく金属膜として焼績し、高い比
誘電率と優れた絶縁性を有し、かつ誘電率の温度変化率
が広い温度範囲にわたって小さく、誘電正接が小さい[
めで経済性の高い高誘電率系の非還元性誘電体磁器組成
物を提供することにある。
BaTi、Os 、 CaZr01il オよびMnO
(F)組成物において、1250℃〜1350℃におけ
る酸素分圧が3X 110−1Oat〜3 X 10=
” a舗の霜囲気で焼成するとき還元することがなく、
また内部!極として使用するニッケルなどの卑金属粉末
粒子も酸化することがなく金属膜として焼績し、高い比
誘電率と優れた絶縁性を有し、かつ誘電率の温度変化率
が広い温度範囲にわたって小さく、誘電正接が小さい[
めで経済性の高い高誘電率系の非還元性誘電体磁器組成
物を提供することにある。
本発明の非還元性誘電体磁器組成物は組成式が(BaT
hOs)x、 (CaZrOi)Y、 (MnO)zで
示される三成分系磁器組成物で、第1図において下記A
、B、C,Dの各点で囲まれた範囲内の組成から成るこ
とを特徴とするものである。ただし、上記組成式中、X
、Y、Zは七p分率を表わし、X + Y −)−Z
= 100を満足する。
hOs)x、 (CaZrOi)Y、 (MnO)zで
示される三成分系磁器組成物で、第1図において下記A
、B、C,Dの各点で囲まれた範囲内の組成から成るこ
とを特徴とするものである。ただし、上記組成式中、X
、Y、Zは七p分率を表わし、X + Y −)−Z
= 100を満足する。
x Y Z
A 96.0 1.5 2.5B
88.5 1.5 10.0C85,54,510
,0 D 93.0 4.5 2
.5本発明は阻’ri−Osに靭ZrOx及びMnOを
同時に添加することによシ前記ビスマス系化合物あるい
はジルコニウム酸二フケμやジルコニウム酸マグネシウ
ムと同様のデプレッサー効果が得られ、BaThOsの
キュリ一点近傍での誘電率の極大値を低くし、誘電率の
温度変化を小さくするとともに、CaZrO3の添加と
3 X 10 atm 〜3 X 10 atmの
低い酸素分圧下で焼成する際に生ずる酸素欠陥とによっ
て形成されるドナー準位電子を、MnOを添加すること
によって形成されるアクセプタ準位で再IN合せしめる
ことにより、誘電体磁器の半導体化を抑制し、高い絶縁
性を保持させたものである。
88.5 1.5 10.0C85,54,510
,0 D 93.0 4.5 2
.5本発明は阻’ri−Osに靭ZrOx及びMnOを
同時に添加することによシ前記ビスマス系化合物あるい
はジルコニウム酸二フケμやジルコニウム酸マグネシウ
ムと同様のデプレッサー効果が得られ、BaThOsの
キュリ一点近傍での誘電率の極大値を低くし、誘電率の
温度変化を小さくするとともに、CaZrO3の添加と
3 X 10 atm 〜3 X 10 atmの
低い酸素分圧下で焼成する際に生ずる酸素欠陥とによっ
て形成されるドナー準位電子を、MnOを添加すること
によって形成されるアクセプタ準位で再IN合せしめる
ことにより、誘電体磁器の半導体化を抑制し、高い絶縁
性を保持させたものである。
次に本発明を実施例に基づき説明する。出発原料として
BaCO5、Ti1tを1150℃及びCaCO5。
BaCO5、Ti1tを1150℃及びCaCO5。
Zr0zを1220℃にて固相反応させBaTj−03
及びCaZr0 sを合成するとともに微粉砕した。次
に前記合成陳粉末Ba’fiOsとCa、ZrOz及び
MnCO3をそれぞれ第1表の割合になる様に秤量し、
分散剤および分散媒とともにボールミルにて混合して原
料スラリーを調製した。そして次にこの原料スラリーに
可塑剤とともに有機バインダーを加え、充分攪拌、真空
脱泡ののち、ドクターグレード法によりフィルム状に成
形した。次いで前記フィルムを20枚積み重ね、ホット
プレスにより熱圧着し、得られた板状試料(厚さ0.5
Wtll )を縦約IQ ms 、横約10mmに切
断した。この試料を酸素分圧3 X 10−1゜atm
〜3 X 10 atm K制御し、*+vyガス
をNgガスとして1250℃〜1350℃にて2時間焼
成した。最後に得られた焼成体の上下両面にインジウム
−ガリウム(In −Ga )合金を塗付した。
及びCaZr0 sを合成するとともに微粉砕した。次
に前記合成陳粉末Ba’fiOsとCa、ZrOz及び
MnCO3をそれぞれ第1表の割合になる様に秤量し、
分散剤および分散媒とともにボールミルにて混合して原
料スラリーを調製した。そして次にこの原料スラリーに
可塑剤とともに有機バインダーを加え、充分攪拌、真空
脱泡ののち、ドクターグレード法によりフィルム状に成
形した。次いで前記フィルムを20枚積み重ね、ホット
プレスにより熱圧着し、得られた板状試料(厚さ0.5
Wtll )を縦約IQ ms 、横約10mmに切
断した。この試料を酸素分圧3 X 10−1゜atm
〜3 X 10 atm K制御し、*+vyガス
をNgガスとして1250℃〜1350℃にて2時間焼
成した。最後に得られた焼成体の上下両面にインジウム
−ガリウム(In −Ga )合金を塗付した。
そしてこれらの評価試料を室温にて48時間放置した後
、周波数1.00KHz、入力信号レベ/I/1.OV
’rmB Kて静電容量および誘電正接を測定し、静電
容量から比誘電率を算出した。その後直流5゜Vを1分
間印加し、その時の絶縁抵抗を測定した。
、周波数1.00KHz、入力信号レベ/I/1.OV
’rmB Kて静電容量および誘電正接を測定し、静電
容量から比誘電率を算出した。その後直流5゜Vを1分
間印加し、その時の絶縁抵抗を測定した。
また−55℃〜+125℃の温度範囲においても上記と
同様の条件にて静電容量及び誘電正接を測定し、+25
℃での静電容量に対する各温度での静電容量の変化率を
算出した。
同様の条件にて静電容量及び誘電正接を測定し、+25
℃での静電容量に対する各温度での静電容量の変化率を
算出した。
上記の結果を第1表に示す。但し、表中の絶縁抵抗は静
電容量(C1μF)と絶縁抵抗(R,MQ)との積(C
@R,MQ・μF)で表わした。
電容量(C1μF)と絶縁抵抗(R,MQ)との積(C
@R,MQ・μF)で表わした。
第1表から明らかな様に、試料番号1,2.3.4はC
aZr0 sのモル分率が15未満の場合であり、Mn
Oのモル分率が2.5以上同時に添加してもデプレッサ
効果が作用せず、前述の比誘電率の温度変化率が±15
%を越えてE、 L A、規格からはずれてしまい、ま
た絶縁抵抗が890 MΩ・μF以下と極めて低く、比
誘電率も2547以下と小さくなっている。また試料番
号37.38.39.40に示すように、CaZrO3
のモル分率が4゜5を超える場合、゛ および試料番号
5.20.30に示すように、MnOのモル分率が2.
5未満の場合には、前述の比誘電率の温度変化率が±1
5%を超え、E、 L A、規格からはずれてしまう。
aZr0 sのモル分率が15未満の場合であり、Mn
Oのモル分率が2.5以上同時に添加してもデプレッサ
効果が作用せず、前述の比誘電率の温度変化率が±15
%を越えてE、 L A、規格からはずれてしまい、ま
た絶縁抵抗が890 MΩ・μF以下と極めて低く、比
誘電率も2547以下と小さくなっている。また試料番
号37.38.39.40に示すように、CaZrO3
のモル分率が4゜5を超える場合、゛ および試料番号
5.20.30に示すように、MnOのモル分率が2.
5未満の場合には、前述の比誘電率の温度変化率が±1
5%を超え、E、 L A、規格からはずれてしまう。
また試料番号12.36はMnOの添加量がモル分率で
10.0を超えた場合で、比誘電率が2490以下とな
り、いずれも実用的な誘電特性が得られていない。
10.0を超えた場合で、比誘電率が2490以下とな
り、いずれも実用的な誘電特性が得られていない。
それに対し、本発明の請求範囲内の誘電体磁器組成物は
、比誘電率が2591〜3347と十分大きく、絶縁抵
抗C@Rが1016〜2733 M見・μFと非常に大
きく、かつ前述の比誘電率の温度変化率も±15%以内
となり、いずれも優れた誘電特性を有している。
、比誘電率が2591〜3347と十分大きく、絶縁抵
抗C@Rが1016〜2733 M見・μFと非常に大
きく、かつ前述の比誘電率の温度変化率も±15%以内
となり、いずれも優れた誘電特性を有している。
第1図におけるABCDの各点に囲まれた本発明の範囲
内の誘電体磁器組成物は比誘電率、誘電正接tanδ、
絶縁抵抗C−R1比誘電率の温度特性のいずれの特性に
おいても満足し得るものである。
内の誘電体磁器組成物は比誘電率、誘電正接tanδ、
絶縁抵抗C−R1比誘電率の温度特性のいずれの特性に
おいても満足し得るものである。
また、本発明において、焼成温度が12506C〜13
50℃の範囲で酸素分圧がN47N1−0の平衡酸素分
圧以下の焼成条件では、誘電体磁器はニッケル金属電極
と同時に焼結することができ、かつ焼結磁器の誘電特性
を全て満足し、その上ニッケル金属微粒子も酸化するこ
となく金属膜として焼結するものであることから、ニッ
ケルを内部′電極とする積層型磁器コンデンサの誘電体
磁器として十分実用性のあることが理解される。
50℃の範囲で酸素分圧がN47N1−0の平衡酸素分
圧以下の焼成条件では、誘電体磁器はニッケル金属電極
と同時に焼結することができ、かつ焼結磁器の誘電特性
を全て満足し、その上ニッケル金属微粒子も酸化するこ
となく金属膜として焼結するものであることから、ニッ
ケルを内部′電極とする積層型磁器コンデンサの誘電体
磁器として十分実用性のあることが理解される。
第1図は本発明の非還元性誘電体磁器組成物の組成範囲
を示す三元系図である。
を示す三元系図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 組成式が(BaTiO_3)X・(CaZrO_3)Y
・(MnO)Zで示される三成分系磁器組成物で、第1
図において下記A、B、C、Dの各点で囲まれた範囲内
の組成から成る非還元性誘電体磁器組成物。ただし、上
記組成式中、X、Y、Zはモル分率を表わし、X+Y+
Z=100を満足する。 ▲数式、化学式、表等があります▼
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60142314A JPH0782775B2 (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | 非還元性誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60142314A JPH0782775B2 (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | 非還元性誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS622408A true JPS622408A (ja) | 1987-01-08 |
JPH0782775B2 JPH0782775B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=15312472
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60142314A Expired - Lifetime JPH0782775B2 (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | 非還元性誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0782775B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113307622A (zh) * | 2021-07-07 | 2021-08-27 | 天津大学 | 高性能抗还原钛酸钡基介质陶瓷及其制备方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5646641A (en) * | 1979-09-25 | 1981-04-27 | Toshiba Corp | Method of installing horizontal axis type rotary electric machine |
JPS5739001A (en) * | 1980-08-20 | 1982-03-04 | Kawasaki Steel Corp | Reducing method for crop in blooming process |
JPS5771866A (en) * | 1980-10-16 | 1982-05-04 | Tdk Electronics Co Ltd | Non-reducing dielectric ceramic composition |
-
1985
- 1985-06-27 JP JP60142314A patent/JPH0782775B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5646641A (en) * | 1979-09-25 | 1981-04-27 | Toshiba Corp | Method of installing horizontal axis type rotary electric machine |
JPS5739001A (en) * | 1980-08-20 | 1982-03-04 | Kawasaki Steel Corp | Reducing method for crop in blooming process |
JPS5771866A (en) * | 1980-10-16 | 1982-05-04 | Tdk Electronics Co Ltd | Non-reducing dielectric ceramic composition |
Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
CN113307622A (zh) * | 2021-07-07 | 2021-08-27 | 天津大学 | 高性能抗还原钛酸钡基介质陶瓷及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0782775B2 (ja) | 1995-09-06 |
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