壓電陶瓷換能器是一種人工焙燒制造的可應(yīng)用于多領(lǐng)域的多晶材料。通過外加電場和外部施加壓力的作用，使材料的外部彈性形變和內(nèi)部電級化發(fā)生相互轉(zhuǎn)換，稱為電致伸縮效應(yīng)。燒結(jié)而成的鐵電體通過電場的極化處理，讓雜亂的內(nèi)部極化現(xiàn)象變得規(guī)律有序，產(chǎn)生壓電特性。

鈦酸鉛的結(jié)構(gòu)呈對稱結(jié)構(gòu)分布。在溫度高于居里溫度時，鈦酸鉛晶體處于一種對稱結(jié)構(gòu)，即正方體順電結(jié)構(gòu)，鈦離子此時為于結(jié)構(gòu)的正中心位置，整個晶體此時是沒有任何極性的。當(dāng)溫度低于居里溫度時，晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，處于長方體狀態(tài)，不再處于對稱狀態(tài)，稱為鐵電結(jié)構(gòu)。

此時如果有外加電場的作用，晶體就會產(chǎn)生極化現(xiàn)象。超聲技術(shù)是一種廣泛使用的無損檢測技術(shù)，它以聲學(xué)理論為基礎(chǔ)，不斷應(yīng)用于電子、通信、醫(yī)學(xué)、生物及物理領(lǐng)域。在現(xiàn)代檢測技術(shù)中，利用超聲技術(shù)研制的換能器以其靈敏度高、精度高等優(yōu)點(diǎn)正在越來越受到人們的關(guān)注。

檢測過程中常用的換能器有：壓電式換能器、磁致伸縮換能器、電磁聲換能器和激光換能器。常用的是壓電換能器，它的核心部件就是壓電晶片。壓電晶片可以在壓力的作用下發(fā)生形變，從而導(dǎo)致晶片本身發(fā)生極化，在晶片表面出現(xiàn)正負(fù)束縛電荷，此效應(yīng)為壓電效應(yīng)。

并且壓電效應(yīng)具有可逆性，即對晶片施加電壓后會發(fā)生形變。在檢測過程中，利用超聲探頭的逆壓電效應(yīng)可以產(chǎn)生超聲波，利用壓電效應(yīng)達(dá)到接收超聲波的目的。壓電陶瓷超聲換能器很早就進(jìn)入了人們的研究視野，它制作方便，可操控強(qiáng)，靈敏度高，機(jī)電耦合性好?；趬弘娞沾砷_發(fā)的換能器，包括功率超聲換能器和檢測超聲換能器。