[发明专利]介电陶瓷及其制造和评价方法,及单片陶瓷电子元件

权利要求书

1.一种介电陶瓷，它具有陶瓷结构，由晶体颗粒和晶体颗粒之间的颗粒边界组成，所述晶体颗粒包含由结构式ABO₃表示的主要成分并含有稀土元素添加剂，其中A是钡或者钡与钙和锶中至少一种的混合；B是钛或者钛与锆和铪中的至少一种；

其中晶体颗粒内部平均稀土元素的浓度约为颗粒边界处平均稀土元素浓度的50％或更小；

大约20％-70％数量的晶体颗粒在晶体颗粒中央的稀土元素浓度至少是从表面向内延伸距离相当于约5％晶体颗粒直径的区域内的最大稀土元素浓度的约1/50。

2.如权利要求1所述的介电陶瓷，其中至少大约30％数量的所述颗粒具有所述的稀土元素的浓度。

3.如权利要求2所述的介电陶瓷，其中对100摩尔的主要成分ABO₃来说，总体稀土元素浓度是0.2摩尔或以上。

4.如权利要求2所述的介电陶瓷，其中对100摩尔的主要成分ABO₃来说，总体稀土元素浓度是5摩尔或以上。

5.如权利要求4所述的介电陶瓷，其中平均颗粒尺寸约在0.05-0.7μm的范围内。

6.如权利要求3所述的介电陶瓷，其中平均颗粒尺寸约在O.05-0.7μm的范围内。

7.如权利要求2所述的介电陶瓷，其中平均颗粒尺寸约在0.05-0.7μm的范围内。

8.如权利要求1所述的介电陶瓷，其中对100摩尔的主要成分ABO₃来说，总体稀土元素浓度是0.2摩尔或以上。

9.如权利要求1所述的介电陶瓷，其中对100摩尔的主要成分ABO₃来说，总体稀土元素浓度是5摩尔或以上。

10.如权利要求1所述的介电陶瓷，其中平均颗粒尺寸约在0.05-0.7μm的范围内。

11.如权利要求1所述的介电陶瓷，其中还包含MgO和SiO₂。

12.一种单片陶瓷电子元件，它包括复合体，所述复合体包括：

多个叠置的介电陶瓷层；沿所述介电陶瓷层之间的预定界面形成的一对内电极；

其中所述各介电陶瓷层包括如权利要求5所述的介电陶瓷。

13.一种单片陶瓷电子元件，它包括复合体，所述复合体包括：

多个叠置的介电陶瓷层；沿所述介电陶瓷层之间的预定界面形成的一对内电极；

其中所述各介电陶瓷层包括如权利要求1所述的介电陶瓷。

14.如权利要求13所述的单片陶瓷电子元件，其中内电极包含贱金属。

15.如权利要求14所述的单片陶瓷电子元件，其中还包括设在复合体外面上的第一外电极和第二外电极，其中所述内电极沿着复合体叠置方向设置，并与第一外电极和第二外电极交替地电连接，以限定单片陶瓷电容器。

16.一种制造权利要求1所述介电陶瓷的方法，包括以下步骤：

混合AO、BO₂和至少一种稀土元素，在空气中煅烧所述混合物，并研磨它，制备改性的ABO₃粉末，其中稀土元素存在于颗粒的内部；

混合AO和BO₂，在空气中煅烧所述混合物，并研磨它，制备ABO₃粉末，其中稀土元素不存在于颗粒的内部；

混合改性的ABO₃粉末、ABO₃粉末和附加的稀土元素，烧制所述混合物；

其中A是钡或者钡与钙和锶中的至少一种，B是钛或者钛与锆和铪中的至少一种。

17.如权利要求16的方法，其中A包含钡，B包含钛。

18.一种评价介电陶瓷的方法，所述介电陶瓷具有陶瓷结构，由晶体颗粒和晶体颗粒之间的颗粒边界组成，所述晶体颗粒包括由结构式ABO₃表示的主要成分和含稀土元素的添加剂，其中A是钡或者钡与钙和锶中的至少一种，B是钛或者钛与锆和铪中的至少一种；所述方法包括如下步骤：

测量晶体颗粒内部的平均稀土元素浓度以及颗粒边界处的平均稀土元素浓度；

确定是否满足第一条件，即晶体颗粒内部平均稀土元素的浓度约为颗粒边界处平均稀土元素浓度的50％或更小；

测量在每个晶体颗粒中央处的稀土元素浓度以及在从表面向内延伸距离相当于约5％晶体颗粒直径的区域内的最大稀土元素浓度；

确定是否满足第二个条件，即是否大约20％-70％数量的晶体颗粒在晶体颗粒中央的稀土元素浓度至少是从表面向内延伸距离相当于约5％晶体颗粒直径的区域内的最大稀土元素浓度的约1/50；

其中当所述介电陶瓷满足第一和第二条件时，设定该介电陶瓷是合格品。