研究表明，超聲波的傳播速度和衰減與傳聲介質的粘彈性系數密切相關，因此超聲波技術被廣泛用于材料表征。通常，在檢測過程中，該技術要求換能器與材料之間必須保持穩定的耦合狀態，因而人們專門設計了在相應耦合液中的液浸檢測技術以保證耦合狀態的穩定性。不過在有些情況下，這種方法也不能使用，例如對于聚合物固化過程的檢測，以及高衰減(如複合材料)和厚度較大材料的檢測等。

N. Saint-Pierre推导出了一个薄压电圆片电阻的频率演变的一维模型， 以压电圆片的电阻取决于环绕在其周围介质声学性能为工作原理创建超声波评价模型。将压电元件夹在两块厚度有限且互相平行的频散聚合物板之间，采用电阻测量技术对压电元件的电阻进行了测量，并将实验结果与理论计算结果相比较，验证了超声波评价模型的正确性。依靠这个模型，通过测量植入传感器的电阻，反过来能够确定传感器周围介质的声学性能。这是通过一种非线性优化数值方法达到的。该方法适用于表征薄和/或衰减小的材料。这种新技术特别适合于对聚合物从固化到老化第一阶段的整个全寿命周期的表征[11]。相应的结果与由超声波频谱所得到的结果基本相符。

使用了两种不同材料，两者的声学性能具有较大差异。一种是PMMA(多甲基丙烯酸酯)，属于非晶态聚合物，是一种均质材料，其粘滞性引发超声波产生的衰减较弱，且波速与频率无关；另一种为PA(聚酰胺)和PP(聚丙烯)，属于半晶体( semi-crystalline)聚合物，对于这类材料而言，超声波衰减很强，且主要属于散射衰减，其声学性能是频散的。

研究所用的樣品，是將一個厚度1mm、直徑10mm的PZT壓電元件植入上述的PMMA和PA板之間，壓電元件的兩個表面分別與上述PMMA和PA板相粘接。在實驗室采用脈沖激勵法可以確定壓電元件的壓電和介電參數的軸向分量。借助于經典的透射技術，在夾持PZT的樣品上，測量不同厚度的夾持材料的聲速與衰減。設PZT是非頻散的，則其聲速在測量頻率範圍(1.5~3MHz)內可視爲常數，而其衰減則由表9-2給出。爲了計算樣品的電阻 ，則應知道薄陶瓷圓片和環繞介質的聲學參數，而聲學參數的頻率依賴關系可以由經典的超聲波脈沖頻譜法測得。本研究所用的壓電陶瓷片很薄，與直徑相比厚度可以忽略不計。因此，其徑向和厚度方向的振動模式會發生在不同的頻率範圍，且模式之間可以認爲是相互獨立的。略去複雜的建模及分析過程，此處只介紹有關研究結果。

在1.5~3MHz的頻率範圍內，通過實驗數據計算得到的超聲波傳播速度和衰減結果如圖9-25所示。可以看出，衰減隨頻率增加呈指數規律變化，而速度則與頻率呈准線性分布。表9-3列出了由實驗數據所得到的PMMA和PP材料的聲速和衰減的擬合結果。