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摘要
高性能环境友好型无铅压电陶瓷及其应用是当前压电材料研究的热点之一。为了探究其在水声换能器领域的应用潜力，该文对铌酸钾钠基无铅压电陶瓷和锆钛酸铅压电陶瓷纵振式换能器进行了对比研究。依据仿真结果优化结构尺寸，制作了两种换能器样机并测试了其在空气中和水中的电声性能。测试结果表明，铌酸钾钠基无铅压电陶瓷换能器的谐振频率为35 kHz，最大发送电压响应为151 dB，声源级可达190 dB，在26～67 kHz的频率范围内发送电压响应的起伏不超过±4.5 dB，谐振频率处-3 dB的指向性开角约为76°。该无铅压电陶瓷换能器具有和锆钛酸铅压电陶瓷换能器相当的发射性能，有望推动无铅压电材料在水声换能器领域的应用进程。
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