以Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPb Ti O3(简称PMN-PT或PMNT)作为代表的弛豫铁电单晶，因其准同型相界(MPB)附近具有超高的压电性能和机电耦合性能而得到广泛深入的研究，在高性能超声换能器领域中具有巨大的应用前景。近几年来，一种三元系弛豫铁电单晶xPb(In1/2Nb1/2)O3-yPb(Mg1/3Nb2/3)O3-zPbTiO3单晶（简称PIN-PMN-PT或PIMNT单晶）引起了铁电研究领域和压电应用领域的又一广泛关注，PIMNT单晶不仅具有和PMNT单晶相当的高压电性能，同时其居里温度和三方-四方相变温度以及矫顽场都得到了一定程度的提高，拓宽了弛豫铁电单晶的应用温度范围，是一种更具有应用前景的新型压电材料。本论文围绕PIMNT单晶在医用超声换能器中的应用展开研究，主要内容如下:　　根据医用线阵和相控阵换能器的工作原理，系统研究了弛豫铁电单晶高度振动模式的压电性能及其振动模式耦合特性，确定了主面为[001]方向的PIMNT单晶沿[100]方向切割可以获得纯净的高度振动模式以及最大的机电耦合系数。判定振子宽高比G＜0.7可以获得较纯的高度振动模式;G＞6可以获得较纯的厚度振动模式;此外，当1＜G＜3时，高度振动、横向振动、厚度振动耦合在一起，出现多频特性，适合于制备多频线阵探头。　　采用改进的切割-填充法，制备了基于PIMNT单晶的2-2型压电复合材料，并有效避免了制备过程中晶柱脆裂的现象，获得了大尺寸、高性能的复合材料，其kt＞84％，d33～1200pC/N,Z～20MRayls。　　基于优化的PIMNT单晶及其复合材料压电振子，研制了多种医用超声换能器，包括:2.7MHz64阵元PIMNT单晶相控阵探头，高频线阵探头等。其中64阵元PIMNT单晶相控阵探头相比PZT陶瓷探性能有显著的提高，灵敏度提高了3-5dB，-6dB带宽可达到98％，远高于陶瓷的70％，充分显示了弛豫铁电单晶单晶材料在医用超声换能器领域的巨大优势。