铌镁钛酸铅单晶性能优异 在超声探头领域发展潜力大

铌镁钛酸铅单晶性能优异 在超声探头领域发展潜力大

铌镁钛酸铅（PMNT/PMN-PT）是一种压电单晶材料，属于钙钛矿结构（ABO3）的具有压电效应的单晶体，其居里温度为140℃。这种材料的制备主要采用坩埚下降法（也称Bridgman法）。中国科学院上海硅酸盐研究所采用这种方法可以生长出直径大于40mm、长度大于60mm的单晶。

根据新思界产业研究中心发布的《2024-2029年中国铌镁钛酸铅（PMNT）单晶行业市场深度调研及发展前景预测报告》，PMNT单晶具有压电性优、机电耦合系数大、热释电性好、电致伸缩性好、介电常数高、损耗低、非线性光学性能优等特点。凭借这些优异的压电性能，PMNT单晶可替代传统的锆钛酸铅（PZT）压电陶瓷，广泛应用于光学、电子、医疗设备等领域，用于制造非线性光学器件、压电换能器、超声换能器、水声换能器、光电探测器、传感器、驱动器等产品。

在医疗领域，随着医疗技术的不断进步，传统压电陶瓷已逐渐无法满足高性能医疗设备的需求。PMNT单晶因其卓越的性能而受到关注。我国在该领域的研究起步较早，20世纪90年代中后期，中国科学院上海硅酸盐研究所罗豪甦团队就在国际上率先使用Bridgman法生长出大尺寸高质量PMNT单晶。然而，我国在PMNT单晶研究成果的产业化转化速度相对较慢。

美国H.C.Materials公司紧跟中国科学院上海硅酸盐研究所之后开发出PMNT单晶，其成果转化速度快，21世纪初就开始为飞利浦医用超声设备提供PMNT单晶。随后，GE、西门子等厂商也开始采用PMNT单晶来制造医用超声探头，进而制造高清彩超。

新思界行业分析人士表示，预计2023-2029年，全球PMNT单晶市场规模将以8%以上的年复合增长率增长。同期，我国医学超声诊断设备销售规模将以11%以上的年复合增长率增长，彩超占据绝对主导地位。2012年以来，我国中高端彩超生产实力不断增强，国产产品市场份额占比不断提高，代表性企业有迈瑞医疗、开立医疗等，并且已经具备高端彩超探头生产能力。在此背景下，我国PMNT单晶市场发展空间大。现阶段，我国PMNT单晶生产商主要有合肥科晶材料技术有限公司、上海怡英新材料科技有限公司等。