功率超声换能器以其优越的超声声学性能及物理特性得到了广泛的应用。与其相关的技术产品涉及机械、电子、材料、声学物理等学科。随着近年来功率超声振动的技术应用及其研究的不断进展，功率超声换能器成为航空、航海、国防、生物医学、电子仪器等领域十分重要的研究内容。尤其是大振幅夹心式复合换能器的研究是超声悬浮、超声加工领域急需研究的重要课题。本文在研究功率超声换能器基本理论的基础上，结合功率超声加工，进行大振幅夹心式复合换能器的特性研究和产品研制。分析归纳出适应超声加工的大振幅夹心式复合换能器的主要性能指标。采用新型优质压电陶瓷作为研制换能器的压电晶体元件，研制出不同结构的大振幅夹心式复合换能器，换能器的谐振振幅达到10.38μm。依据导纳圆原理和国家标准，结合超声波的高频、高压特性和大振幅换能器的特点，开发出一套适用于大振幅夹心式复合换能器的新颖的测量系统。通过对比分析测量结果，验证了换能器动态与静态性能的差别，所给出的静态性能参数对其动态性能的研究具有一定的参考价值。根据超声波能量密度的原理，导出了大振幅夹心式复合换能器振幅和结构参数的关系公式，这对换能器谐振振幅幅频特性和前后端盖板振幅比进行定性分析提供了理论依据。通过分析不同结构换能器结构参数变化，得出了适应超声加工的大振幅夹心式复合换能器的合理结构形式和设计参数，即适应超声加工的夹心式复合换能器，应同时具备节面在后、前后端盖板材料不同、后端和前端盖板材料声阻抗率比值尽可能大和尽量使用大尺寸、高功率的压电晶体的特征。