超声波换能器是一种能量转换器件，它的功能是将输入的电功率转换成机械功率（即超声波）再传递出去，压电陶瓷，而自身消耗很少的一部分功率。超声波换能器的应用十分广泛，它按应用的行业分为工业、农业、交通运输、生活、医疗及军事等。按实现的功能分为超声波加工、超声波清洗、超声波探测、检测、监测、遥测、遥控等；按工作环境分为液体、气体、生物体等;按性质分为功率超声波、检测超声波、超声波成像等。 超声波焊接有超声波金属焊接和超声波塑料焊接两大类。其中超声波塑料焊接技术已获得较为普遍的应用。它是利用换能器产生的超声振动， 通过上焊件把超声振动能量传送到焊区。由于焊区即两焊件交界处声阻大， 所以会产生局部高温使塑料熔化， 在接触压力的作用下完成焊接工作。超声塑料焊接可方便焊接其他焊接法无法焊接的部位。另外， 还节约了塑料制品昂贵的模具费， 缩短了加工时间， 提高了生产效率，大功率压电陶瓷环， 有经济、快速和可靠等特点。
传统压电陶瓷主要是以含铅的锆钛酸铅( PZT ) 系材料为主，其主要成分是氧化铅( 60~ 70% 以上) 。氧化铅是一种易挥发的有毒物质，在生产、使用及废弃后的处理过程中，都会给人类和生态环境造成损害。PbO 的挥发也会造成陶瓷中的化学计量比的偏离，超声焊接压电陶瓷，使产品的一致性和重复性降低，超声打孔压电陶瓷，需要密封烧结，使成本提高。
因此，研究开发高性能的无铅压电陶瓷具有非常重要的科学意义和紧迫的市场需求，也逐渐成为研究的热点。