BNT-BKT无铅压电陶瓷的制备与表征(3)
（3）超声波换能器
一些超声波焊接设备和超声波洗涤设备，基本采用功率较大的发射型压电陶瓷制成。超声波换能器能够将高频率电能转化为机械能，作为一种性能良好的能量转换器件，其主要功能是将输入的电功率转换成机械功率，之后再传递出去，而其自身消耗的功率很小。
（4）声纳
在海战当中，潜艇是最难应对的“杀手武器”，因为它能够长时间的潜藏在海下，在短时间内偷袭敌方阵营，让敌人猝不及防。怎样找到敌人潜艇呢？单靠望远镜显然不行，利用雷达也不好，原因是电磁波在海水中传播时能量急剧减小，难以有效地传递信号，事实上，现代战争中是利用声呐来探测潜艇的位置的，制造声纳的主要材料就是压电陶瓷，其工原理是：利用发生器发出超声波，当遇到敌方潜艇的时候超声波会被反射回来，被接收器接收后经过一定的处理，便可锁定潜艇的大致方位和距离等。
1.2.2. 压电陶瓷的发展概况
在19世纪末，英国的居里兄弟首次发现电气石具有压电效应，从而开始了压电学的研究历史[5]。但在接下来的近半个多世纪的时间里，由于各种因素所限，人们也仅仅是发现了石英、磷酸二氢钾、酒石酸钾钠和为数不多的几种单晶体具有压电效应，并且因其产量有限、加工较为困难，在生产生活中的应用十分的有限。
第一次世界大战中，作为居里兄弟的继承人，郎之万最先利用石英所产生的压电效应，制成了水下超声探测器，应用于军事当中，从而开创了了压电材料应用的新纪元[6]。
第二次世界大战期间，美国的韦纳和日本的小川等人发现钛酸钡（BaTiO3）具有显著的压电效应[7]，并且相比于之前发现的单晶压电陶瓷，钛酸钡压电陶瓷具有易加工、价格低廉等特点，适用于大批量生产。因而在随后的若干年里，钛酸钡压电陶瓷被广泛的应用于生产生活及军工航空领域，如变压器、转换器、蜂鸣器及航天飞行器零部件的制造等等。然而，纯的钛酸钡陶瓷具有一系列缺点也在一定程度上制约了其发展，如存在温度和时间的稳定性较差、烧结温度几乎达到1350℃的高温、其居里温度偏低（只有120℃）、在室温附近存在不稳定的相变等。同时，尽管纯的钛酸钡陶瓷的压电系数d33高达190 pC／N，但很难按照人们的要求对其进行掺杂改性以进一步提高其性能。
20世纪中叶，美国的B. Jaffe等人发现了锆钛酸铅压电陶瓷（简称PZT）比BaTiO3压电陶瓷具有更为优越的压电性能[8]，促使压电器件的应用研究又大大地向前推进了一大步。在随后的许多年里，PZT压电陶瓷在整个压电陶瓷领域几乎占据了统治地位，被广泛的应用于医疗器械、电子器件、航空航天等多个领域。
随着科学技术的发展，人们的生活水平越来越高，环保意识进一步加强，“可持续发展”的理念也逐渐深入人心。PZT压电陶瓷虽然应用极为广泛，但其成分中含有重金属Pb，在长期的使用过程中会对环境及人类自身健康造成危害，为了解决这一问题，从20世纪末开始，人们开始致力于无铅压电陶瓷的研究，并取得了显著的成果。美国、日本、欧洲多国及我国都相继出台了一系列法律法规来限制含铅器件的使用，以进一步降低铅污染，消除其对环境造成的严重危害。
1.3. 无铅压电陶瓷的推广及使用前景
材料是人类文明进步的标志，又是造成生态环境恶化、自然资源过度消耗的罪魁祸首之一。人们为了提高生产质量，改善生活水平，不断的借助于先进的科学技术发展新型材料，却以牺牲环境为惨重代价。一次又一次惨重的自然灾害让人们吃到了苦头，也付出了极其沉痛的代价。人们终于意识到，材料产业的发展必须要走可持续发展道路，即必须要使材料产业的发展与能源、自然资源和生态环境统筹兼顾。正是在这种大背景下，“生态环境材料”的概念得以提出，并迅速的在全球风靡开来。