目前，針對臨床上對醫(yī)用高頻超聲換能器的需求，利用壓電PZT厚膜、馳豫鐵電單晶材料、復(fù)合壓電材料、無鉛壓電材料等壓電材料制備的高頻超聲換能器成為了生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。隨著微機(jī)電系統(tǒng)（簡稱MEMS）技術(shù)的發(fā)展，高頻電容式微加工超聲換能器在未來臨床上的廣泛應(yīng)用也成為必然趨勢。

1，高頻PZT厚膜超聲波換能器

   高頻超聲換能器的工作頻率是有其壓電材料的厚度決定的，厚度越薄，工作頻率就越高。PZT壓電厚膜材料是指厚度為1~100μm的PZT壓電膜材料，憑借其工作電壓底、壓電性能好、尺寸小、厚度薄、重量輕、使用頻率范圍寬、半導(dǎo)體集成電路兼容等優(yōu)點(diǎn)，成為近年來成為研究高頻超聲換能器的理想材料之一。目前，由PZT厚膜制作的高頻超聲換能器不僅尺寸小，分辨率高，靈敏度高、集成度高，而且工作頻率高可達(dá)到200MHz，是塊體PZT壓電材料制作的超聲換能器工作頻率的10倍以上。但是，由于制備技術(shù)不夠成熟，壓電厚膜材料高頻超聲換能器的工藝制備、測量手段、電路布線、封裝等問題還處于待完善狀態(tài)。隨著微機(jī)電器件的快速發(fā)展及醫(yī)用臨床上需求，有PZT壓電厚膜材料制備的醫(yī)用高頻超聲換能器將會(huì)是未來幾年內(nèi)上午醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域研究的一個(gè)熱點(diǎn)。

2，高頻無鉛壓電超聲換能器

   無鉛壓電陶瓷是指既具有滿意的使用性能又有良好的環(huán)境協(xié)調(diào)性的不含鉛的壓電陶瓷，它是在制備、使用及廢后處理過程中均不回對人類和生態(tài)環(huán)境帶來危害的一種新型壓電材料。按晶體結(jié)構(gòu)分類，主要有鈣肽礦結(jié)構(gòu)，含鉍層狀結(jié)構(gòu)及烏青銅結(jié)構(gòu)等三個(gè)系列。鈦酸鉍納（簡稱BNT）基無鉛壓電陶瓷是于1960年被Smolensky發(fā)現(xiàn)的一種A位復(fù)合取代的鈣肽礦型電體，它的機(jī)電耦合系數(shù)各向差異較大（kt約50%，kp約13%）、居里溫度較高β20攝氏度）、相對介電常數(shù)較小（240--340）、聲學(xué)性能好（Np=3200Hz.m）、頻率常數(shù)大，特別適合制作高頻超聲換能器，被認(rèn)為是重要的可望取代鉛基壓電陶瓷的無鉛體系之一。但到目前為止，BNT基陶瓷壓電性能相對于鉛基陶瓷來說，其壓電性能和機(jī)電耦和性還存在較大差距，如何調(diào)高其性能參數(shù)，仍需進(jìn)行大量的研究工作。隨著社會(huì)可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程的加快和人類環(huán)保意識的提高，材料的無鉛化發(fā)展及高頻無鉛壓電超聲換能器在臨床上的應(yīng)用已是必然發(fā)展趨勢。

 3，高頻壓電復(fù)合材料超聲換能器

   近年來壓電復(fù)合材料的研究逐漸受到醫(yī)學(xué)界的青睞。壓電復(fù)合材料不同于一般的單相材料，它是有兩相以上的材料通過一系列的復(fù)合加工工藝制備而成的新型材料。復(fù)合材料的各相在空間上進(jìn)行復(fù)合，產(chǎn)生了加和、乘積和組合三種效應(yīng)，這樣能夠讓復(fù)合材料不僅能保留原組分的性能優(yōu)點(diǎn)，摒棄原組分的性能缺點(diǎn)，還讓復(fù)合材料具有原組分所不具備的新性能。

 4,馳豫型鐵電壓單晶高頻超聲換能器

    鈮鎂酸鉛/鈦酸鉛（PMN-PT）和鈮鋅酸鉛/鈦酸鉛（PZT-PT）是一種新型復(fù)合鈣肽礦型馳豫鐵電壓單晶材料。鈮鎂酸鉛-鈦酸鉛（PMN-PT，PMNT）晶體以及鋯鈦酸鉛-鈦酸鉛（PMN-PT，PZNT）晶體是有著十分大的壓電常數(shù)和機(jī)電耦合系數(shù)。PMN-PT晶體是一種復(fù)合鈣肽礦結(jié)構(gòu)固熔體，居里溫度150度，壓電常數(shù)d33和機(jī)電耦合系數(shù)k33分別可以達(dá)到2500pC/N和92%以上。與傳統(tǒng)的壓電材料PNT相比較，電聲能量轉(zhuǎn)換效率更是提高了80%以上，頻帶寬度也有了大幅度的擴(kuò)展。PMN-PT晶體憑其優(yōu)異的性能可*取代PZT陶瓷在醫(yī)用超聲換能器的廣泛應(yīng)用，用以大幅度提高圖像的分辨率和頻帶寬。目前，日本，美國等技術(shù)發(fā)達(dá)的國家已經(jīng)利用PZN-PT制造出高性能的超聲換能器，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)制作醫(yī)用高頻超聲換能器提供了可能。

 5，高頻電容式微加工超聲換能器

   目前，在臨床上對超聲醫(yī)療設(shè)備的中超聲換能器的要求是能夠一更小的器件來獲得更高的頻率。利用微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)制備的超聲探頭電容式微加工超聲換能器，比普通的壓電陶瓷超聲探頭更易陣列化，并且與水的聲阻抗接近，穿透性強(qiáng)，體積小，頻率高，能夠?qū)θ梭w進(jìn)行掃描，在醫(yī)療成像領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。電容式微加工超聲換能器由于制備過程中采用了表面犧牲層技術(shù)、濺射技術(shù)、濕法腐蝕技術(shù)等微加工工藝，克服了傳統(tǒng)的壓電超聲傳感器的諸多缺點(diǎn)，具有靈敏度高。寬頻帶。易于制造，自身噪聲底。工作溫度范圍寬及易于實(shí)現(xiàn)電子集成等優(yōu)點(diǎn)，并有取代傳統(tǒng)壓電超聲傳感器的趨勢，在醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前精。