超聲波在介質中傳播時，聲波能量隨距離的加大會逐漸弱化，這種現象稱為超聲波衰減，引起能量衰減的因素主要有下列三種：波束擴散、晶粒散射和介質吸收。

1. 擴散衰減

 聲波(bo)(bo)從聲源發出(chu)的(de)聲束，類似手電筒(tong)發出(chu)的(de)光束，隨(sui)著距離的(de)不(bu)斷增(zeng)加，波(bo)(bo)陣面不(bu)斷擴大(da)，單位面積上的(de)聲壓不(bu)斷下降(jiang)，聲波(bo)(bo)能量也逐漸減弱，這種現象稱(cheng)為(wei)擴散(san)衰減。

 擴(kuo)散(san)(san)(san)衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)程度與(yu)傳播(bo)波(bo)(bo)(bo)形和傳播(bo)距(ju)離有關。對(dui)于(yu)平面(mian)波(bo)(bo)(bo)，其(qi)(qi)波(bo)(bo)(bo)陣(zhen)(zhen)面(mian)為(wei)(wei)平面(mian)，波(bo)(bo)(bo)束不擴(kuo)散(san)(san)(san)，聲(sheng)(sheng)(sheng)強(qiang)、聲(sheng)(sheng)(sheng)壓不隨傳播(bo)距(ju)離增加而變(bian)化，因此不存(cun)在擴(kuo)散(san)(san)(san)衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)；對(dui)于(yu)柱面(mian)波(bo)(bo)(bo)，其(qi)(qi)波(bo)(bo)(bo)陣(zhen)(zhen)面(mian)為(wei)(wei)一系列(lie)同(tong)軸(zhou)圓柱面(mian)，波(bo)(bo)(bo)束向(xiang)四周擴(kuo)散(san)(san)(san)，聲(sheng)(sheng)(sheng)強(qiang)與(yu)傳播(bo)距(ju)離成(cheng)反(fan)比(bi)，聲(sheng)(sheng)(sheng)壓與(yu)傳播(bo)距(ju)離的平方根成(cheng)反(fan)比(bi)，存(cun)在擴(kuo)散(san)(san)(san)衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)；對(dui)于(yu)球面(mian)波(bo)(bo)(bo)，其(qi)(qi)波(bo)(bo)(bo)陣(zhen)(zhen)面(mian)為(wei)(wei)一系列(lie)同(tong)心球面(mian)，波(bo)(bo)(bo)束向(xiang)四面(mian)八(ba)方擴(kuo)散(san)(san)(san)，聲(sheng)(sheng)(sheng)強(qiang)與(yu)傳播(bo)距(ju)離的平方成(cheng)反(fan)比(bi)，聲(sheng)(sheng)(sheng)壓與(yu)傳播(bo)距(ju)離成(cheng)反(fan)比(bi)，存(cun)在擴(kuo)散(san)(san)(san)衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)。

 在(zai)實際探(tan)傷中(zhong)，探(tan)頭類型、晶片大小、聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)頻率決(jue)定(ding)著聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)波(bo)(bo)形，在(zai)波(bo)(bo)形確定(ding)后(hou)，擴散衰減僅與(yu)聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)傳播距離有關。

2. 散射衰減

 聲(sheng)波(bo)在(zai)(zai)介質(zhi)中傳播時，在(zai)(zai)聲(sheng)阻(zu)抗不(bu)同的(de)介質(zhi)界面處會(hui)產生散(san)亂反(fan)(fan)射(she)，進而引起(qi)聲(sheng)波(bo)能量(liang)的(de)衰減，這(zhe)種現象稱為散(san)射(she)衰減。材(cai)料的(de)晶(jing)粒(li)粗細(xi)程(cheng)度嚴重影響散(san)射(she)衰減程(cheng)度。當材(cai)料晶(jing)粒(li)粗大時，聲(sheng)波(bo)在(zai)(zai)晶(jing)界處會(hui)出現較(jiao)多的(de)散(san)亂反(fan)(fan)射(she)，被散(san)射(she)的(de)聲(sheng)波(bo)會(hui)沿著復雜(za)路徑傳播到(dao)探(tan)頭(tou)，在(zai)(zai)儀(yi)器顯示(shi)屏上引起(qi)林狀回波(bo)，也稱草波(bo)，導致信(xin)噪比(bi)下降，嚴重時甚至會(hui)湮沒缺陷(xian)波(bo)。

3. 吸收衰減

 質點離開自己的(de)平衡位置(zhi)產(chan)生振動(dong)時(shi)，必(bi)須克服介(jie)質質點間的(de)黏(nian)滯(zhi)(zhi)力而做功，造(zao)(zao)成(cheng)聲波(bo)能(neng)量(liang)損耗(hao)，這(zhe)部(bu)分損耗(hao)的(de)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換成(cheng)熱能(neng)，同時(shi)由于介(jie)質的(de)黏(nian)滯(zhi)(zhi)吸收也會造(zao)(zao)成(cheng)部(bu)分聲波(bo)能(neng)量(liang)損耗(hao)，這(zhe)種現象稱(cheng)為吸收衰減，又稱(cheng)黏(nian)滯(zhi)(zhi)衰減。

在上三種衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)中，通常(chang)所說的(de)(de)衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)指的(de)(de)是由介質引起(qi)(qi)(qi)的(de)(de)散(san)射衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)和(he)吸收衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)，不(bu)包括擴散(san)衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)。除此之外，還(huan)有位錯引起(qi)(qi)(qi)的(de)(de)衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)、磁疇壁(bi)引起(qi)(qi)(qi)的(de)(de)衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)和(he)殘余應力(li)引起(qi)(qi)(qi)的(de)(de)衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)等(deng)。

聲波衰(shuai)減(jian)(jian)的(de)強(qiang)弱(ruo)常用(yong)衰(shuai)減(jian)(jian)系數α表示，其(qi)單位為dB/mm,即(ji)經(jing)過1mm距(ju)離超(chao)聲能量(liang)減(jian)(jian)少的(de)分貝數。衰(shuai)減(jian)(jian)系數只(zhi)考(kao)慮(lv)(lv)了介質的(de)散射衰(shuai)減(jian)(jian)和吸收衰(shuai)減(jian)(jian)，不(bu)考(kao)慮(lv)(lv)擴散衰(shuai)減(jian)(jian)。

對(dui)于金屬(shu)材料等固體介(jie)質(zhi)而言，介(jie)質(zhi)衰減系(xi)數α等于散射衰減系(xi)數αs和吸收衰減αa之和，即(ji)

 由式（2.5)可知：①. 介質的吸收衰減與超聲波的頻率成正比；②. 介質的散射衰減與f、d、F有關，受頻率影響很大。在實際探傷中，材料晶粒較大，采用過高頻率會引起嚴重的衰減，這也是超聲波探傷晶粒較大的奧(ao)氏體不銹鋼和一些鑄件的困難所在。

對于液體介質而言，多為吸收衰減。衰減系(xi)數的表達(da)式(shi)為

由上式看出，液(ye)體衰減系數(shu)與(yu)其(qi)黏滯系數(shu)、聲波(bo)頻(pin)率(lv)的(de)(de)平(ping)方呈(cheng)正比，與(yu)密度(du)、波(bo)速的(de)(de)立(li)方呈(cheng)反比。而n、p、c都與(yu)溫(wen)度(du)有關，因此α也與(yu)溫(wen)度(du)有關。一(yi)般(ban)情況(kuang)下，α隨溫(wen)度(du)的(de)(de)升高而降低，有利(li)于(yu)超聲波(bo)的(de)(de)傳播。

由(you)此可(ke)知，質(zhi)的衰減(jian)同介質(zhi)的自身性質(zhi)牢牢相(xiang)關，所以(yi)在(zai)實際探傷過(guo)程中可(ke)據(ju)此來評價材料(liao)晶體粒度(du)大(da)小(xiao)、缺(que)陷密集程度(du)、石墨(mo)含(han)量(liang)、組(zu)織(zhi)不均(jun)勻程度(du)等情況(kuang)。