原材料中含有各種各樣的雜質(zhì)，對壓電陶瓷元件的不同型號，配方的作用和影響也各不相同。一般來說，在制作PZT壓電陶瓷元件中，二氧化鈦，二氧化鋯可采用工業(yè)級材料，它們的純度均能達到98%以上。所以應區(qū)別對待，對具體情況需具體分析。對產(chǎn)品性能和工藝過程敏感的原料應選擇較高的純度；與原料的化學性質(zhì)相近，能形成置換式固溶體的雜質(zhì)的含量可以略高；對那些能使晶格發(fā)生嚴重畸變的雜質(zhì)，或者能在晶體中產(chǎn)生自由電子和空穴的“施主雜質(zhì)”和“受主雜質(zhì)”以及變價過渡元素{SiO2}的含量必須嚴格控制，有時這類雜質(zhì)即使只有0.1wt%就會使物理性能嚴重惡化而完全失去使用階值。如K ，Na ,等鹵族元素將使鐵電，壓電陶瓷材料的絕緣電阻顯著降低，使極化時容易擊穿，損耗增大，介電常數(shù)和機電耦合系數(shù)Kp下降，其總含量控制在0.01%以下。一般來說，在制作PZT壓電陶瓷元件中，二氧化鈦，二氧化鋯可采用工業(yè)級材料，它們的純度均能達到98%以上。實際生產(chǎn)中原材料的主成分含量都是采用化學分析方法測定，雜質(zhì)含量則常在已有經(jīng)驗基礎上采用半定量的光譜分析，必要時也可進行x射線衍射分析和電子探針微區(qū)分析。

壓電晶體換能器的性能與參數(shù)是決定聲波儀器質(zhì)量的重要因素,對聲波換能器進行檢測,是儀器研制和儀器維修過程中的一個重要環(huán)節(jié)。純度較低的一些元材料，有的雜質(zhì)還可以在燒結(jié)過程中起到礦化劑或助溶劑的作用，反而使燒結(jié)溫度較低，溫度范圍較寬，在一定程度上起到有利作用。換能器的導納圓測量分析表明,導納圓綜合地反映了換能器工作時的動態(tài)參數(shù),也是評價換能器的一個標準壓電晶體換能器的性能與參數(shù)是決定聲波儀器質(zhì)量的重要因素,對聲波換能器進行檢測,是儀器研制和儀器維修過程中的一個重要環(huán)節(jié)。換能器的導納圓測量分析表明,導納圓綜合地反映了換能器工作時的動態(tài)參數(shù),也是評價換能器的一個標準。該項工作對提高聲波儀器水平,更好地發(fā)揮聲波儀器在地質(zhì)分析和工程評價方面的作用,有著重要的意義。

鈣鈦礦、鎢青銅、鉍層狀結(jié)構(gòu)壓電陶瓷是三類典型的壓電陶瓷材料體系，具有不同的晶體結(jié)構(gòu)和性能特點，可應用于不同的高溫領域。換能器的幾何尺寸確定后,也有一系列的固有頻率,用于發(fā)射聲波時,只能夠發(fā)射這些頻率的聲波。隨著使用環(huán)境越來越苛刻，現(xiàn)有的三類壓電陶瓷材料已無法滿足裝備的使用要求，它們面臨的共性技術挑戰(zhàn)是難以兼顧高壓電性能和高溫高穩(wěn)定性。本項目在“863”計劃、國家自然科學稀土專項等項目支持下，緊密圍繞三類典型壓電陶瓷在高溫應用中急需突破的技術難題，開展了組成設計新方法研究和制備技術創(chuàng)新，經(jīng)過10多年的不懈努力，成功研制出了具有自主知識產(chǎn)權的系列壓電陶瓷，取得了一系列發(fā)明創(chuàng)造和創(chuàng)新成果。

壓電陶瓷必須經(jīng)過極化之后才具有壓電性能。一類是有害雜質(zhì)，特別是異價離子，如硼B(yǎng)，碳C，磷P，硫S，AL等。所謂極化（Poling），就是在壓電陶瓷上加一強直流電場，使陶瓷中的電疇沿電場方向取向排列，又稱人工極化處理，或單疇化處理。壓電陶瓷必須經(jīng)過極化之后才具有壓電性能。所謂極化（Poling），就是在壓電陶瓷上加一強直流電場，使陶瓷中的電疇沿電場方向取向排列，又稱人工極化處理，或單疇化處理。