超聲波作用于物體后，能使物體產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)幅度及強(qiáng)度取決于超聲波的頻率、發(fā)聲源的功率，這兩項(xiàng)指標(biāo)在現(xiàn)代電聲學(xué)方面均能控制。故超聲波在現(xiàn)代工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。尤其在超聲波清洗方面，應(yīng)用更加廣泛。

　　在超聲波清洗中，超聲頻率及強(qiáng)度的變化決定了對被清洗物體基體的沖擊強(qiáng)度。頻率越高，對基體的表面清洗強(qiáng)度越高。頻率越低，對基體的深度沖擊越大。

壓電晶體一般指壓電單晶體，是指按晶體空間點(diǎn)陣長程有序生長而成的晶體。這種晶體結(jié)構(gòu)無對稱中心，因此具有壓電性。如水晶（石英晶體）、鎵酸鋰、鍺酸鋰、鍺酸鈦以及鐵晶體管鈮酸鋰、鉭酸鋰等。

相比較而言，壓電陶瓷壓電性強(qiáng)、介電常數(shù)高、可以加工成任意形狀，但機(jī)械品質(zhì)因子較低、電損耗較大、穩(wěn)定性差，因而適合于大功率換能器和寬帶濾波器等應(yīng)用，但對高頻、高穩(wěn)定應(yīng)用不理想。石英等壓電單晶壓電性弱，介電常數(shù)很低，受切型限制存在尺寸局限，但穩(wěn)定性很高，機(jī)械品質(zhì)因子高，多用來作標(biāo)準(zhǔn)頻率控制的振子、高選擇性（多屬高頻狹帶通）的濾波器以及高頻、高溫超聲換能器等。特點(diǎn)是具有較低的介質(zhì)損耗和機(jī)械損耗，以及較高的機(jī)電耦合系數(shù)，介電常數(shù)和壓電系數(shù)。近來由于鈮鎂酸鉛Pb(Mg1/3Nb2/3)O3單晶體（Kp ≥90%, d33≥900×10-3C/N, ε≥20,000）性能特異，國內(nèi)外上都開始這種材料的研究，但由于其居里點(diǎn)太低，離使用化尚有一段距離。

壓電陶瓷是生產(chǎn)制作壓電馬達(dá)、壓電變壓器、渦街流量計(jì)等壓電器件的材料基礎(chǔ)。加入過量的氧化鉛在燒結(jié)時(shí)呈現(xiàn)液相,有助于粉體的致密化行為,但卻降低了燒結(jié)體的致密度。本研究直接根據(jù)各種壓電器件對壓電陶瓷的物理性能參數(shù)的要求，通過大量實(shí)驗(yàn)研究了以鋯鈦酸鉛壓電陶瓷(PZT)為基的三元系壓電陶瓷PMN-PZT、PMS-PZT、PZN-PZT和四元系壓電陶瓷PMS-PZN-PZT、PMS-PMN-PZT、PZN-PMN-PZT.

壓電陶瓷的性能指標(biāo)如下：

(1) 自由介電常數(shù) /e0：1000~6000；

(2) 介電損耗tand：（2~12）′10-3；

(3) 壓電應(yīng)變系數(shù)d33：300~600pC/N；

(4) 平面機(jī)電耦合系數(shù)kp：0.56~0.70；

(5) 機(jī)械品質(zhì)因素Qm：100~2000；

(6) 居里溫度Tc：280~400°C。

設(shè)備要求：球磨機(jī)、噴霧造粒機(jī)、自動(dòng)壓片機(jī)、燒結(jié)爐、電極燒滲爐、極化高壓裝置、阻抗頻譜儀、d33準(zhǔn)靜態(tài)測試儀。

由于含鉛的PZT基壓電陶瓷通常的燒結(jié)溫度為1200℃以上,處于這個(gè)溫度的PbO容易揮發(fā).由于鉛的揮發(fā):(1)使得PZT陶瓷的化學(xué)計(jì)量比發(fā)生偏差,性能難以穩(wěn)定控制;(2)對環(huán)造成污染,危害人類健康;(3)壓電陶瓷器件的多層化,在高溫?zé)Y(jié)時(shí),內(nèi)電極常使用鉑等,大大提高了器件的成本[12].為了防止鉛的揮發(fā)、減少鉛的損失可以通過密閉容器燒結(jié)[13],加入過量鉛成分等方法,但更應(yīng)該通過降結(jié)溫度來防止,少鉛的損失,還可以節(jié)約能源.