高频超声换能器以其优异的成像质量在血管成像、眼科成像和小动物成像等医学领域和检测领域具有重要应用。换能元件作为超声换能器中的核心部分,直接影响着换能器的性能,在这一方面,1-3复合材料表现出了巨大优势。而随着环境保护的理念逐渐得到人们的重视,使用无铅压电材料来替代铅基压电材料显得尤为重要。本项研究以（1-x）Na0.5Bi0.5Ti O3-x Ba Ti O3（NBBT）晶体为研究对象,从晶体的微观尺度效应入手,结合COMSOL软件仿真建构模型,研究高频高性能的NBBT/环氧树脂1-3无铅压电单晶复合材料及其换能器。为探究Fe掺杂的NBBT在超薄状态下的性能变化规律,将晶体减薄并抛光成三种不同厚度的晶片,分别为25微米,35微米和250微米。系统地表征了微观尺度下电畴演化,偏置电压诱导电畴反转,微区压电响应和介电与损耗性能。随厚度的增加,电畴密度增大,电畴完全反转电压减小,介电常数与损耗增大。使用COMSOL软件建立起基于NBBT单晶的复合材料模型,设置多个物理场及边界条件,添加电压激励,对NBBT/环氧树脂1-3复合材料的频域和本征频率进行了运算,得到了复合材料的振动模态。分析不同尺寸的复合材料模型的阻抗谱和相位角,根据数据计算机电耦合系数。其中,厚度为50微米和90微米的复合材料,机电耦合系数（kt）分别达到了70.3%和80.4%。在实验的过程中,采用改进的切割填充法（逐步应力释放法）,克服NBBT单晶易碎易裂的问题,制备出高频复合材料,谐振频率高达31.9 MHz,机电耦合系数为71.0%。用于制备换能器的谐振频率为11.6 MHz的复合材料,厚度为90微米,其机电耦合系数高达80.8%。两种不同尺寸的的复合材料性能与仿真结果高度吻合。基于厚度为90微米的复合材料制备了换能器,并进行仿真,实验测得其中心频率13.5 MHz,带宽59.3%,测试性能与仿真结果吻合。