Mạ hợp kim đồng{0}}niken, là công nghệ xử lý bề mặt kim loại cổ điển, thể hiện những ưu điểm về hiệu suất độc đáo trong lĩnh vực che chắn điện từ. Lớp đồng mang lại khả năng dẫn điện tuyệt vời, đạt 5,8 × 10⁷ S/m, phản xạ và hấp thụ sóng điện từ hiệu quả. Lớp niken với vai trò là lớp phủ chức năng không chỉ có khả năng chống ăn mòn tốt mà còn tạo thành màng oxit ổn định, ngăn chặn quá trình oxy hóa và hư hỏng nhanh chóng của lớp đồng trong môi trường ẩm ướt. Cấu trúc hỗn hợp hai lớp-này đạt được sự cân bằng giữa độ dẫn điện và độ bền thông qua hiệu ứng hiệp đồng.
Xét về quy trình mạ, mạ hợp kim phốt pho niken{0}}và đồng điện phân-niken là hai tuyến kỹ thuật chủ đạo. Mạ không điện không cần dòng điện bên ngoài, dựa vào phản ứng-oxy hóa xúc tác-tự khử để tạo thành lớp phủ đồng nhất và dày đặc trên bề mặt sợi, khiến nó đặc biệt thích hợp để xử lý các vật liệu dệt có hình dạng-phức tạp. Mạ điện, bằng cách kiểm soát mật độ dòng điện và thành phần chất điện phân, cho phép kiểm soát chính xác độ dày lớp phủ và tỷ lệ thành phần. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng khi tỷ lệ đồng{8}}niken được kiểm soát trong phạm vi từ 4:1 đến 7:3, vật liệu tổng hợp có thể đạt được hiệu quả che chắn vượt quá 60 dB ở dải tần 8-18 GHz.
Quá trình tiền xử lý nền sợi có tác động quyết định đến chất lượng lớp phủ. Các vật liệu tổng hợp như sợi polyester và polyamit đòi hỏi quá trình làm nhám bề mặt, làm nhạy cảm và kích hoạt để tăng cường độ bền liên kết giữa lớp kim loại và bề mặt polyme. Xử lý bằng plasma hoặc sửa đổi chất liên kết silane có thể cải thiện độ bám dính của lớp phủ hơn 40% và tốc độ thay đổi điện trở suất bề mặt vẫn có thể được kiểm soát trong vòng 15% sau 50 lần giặt tiêu chuẩn.
Quan sát vi cấu trúc cho thấy lớp phủ đồng{0}}niken thể hiện hình thái phát triển tế bào điển hình, với kích thước hạt từ nanomet đến dưới micromet. Cấu trúc mịn này có lợi cho việc tăng diện tích bề mặt riêng và tăng cường sự góp phần của sự mất phân cực bề mặt vào sự hấp thụ sóng điện từ. Đồng thời, đặc tính sắt từ của lớp niken tạo ra cơ chế mất từ, bổ sung cho sự mất điện của lớp đồng và mở rộng băng thông che chắn hiệu quả.
Kiểm tra độ ổn định nhiệt độ cho thấy lớp phủ đồng{0}}niken duy trì tính toàn vẹn về cấu trúc trong quá trình đạp xe trong môi trường từ -40 độ đến 150 độ , với hệ số điện trở nhiệt độ dưới 0,003/độ . Đặc điểm này làm cho nó phù hợp với các ứng dụng có phạm vi nhiệt độ- rộng như điện tử ô tô và hàng không vũ trụ. Hơn nữa, khi hàm lượng niken trong lớp phủ vượt quá 30%, vật liệu có khả năng chống oxy hóa và đổi màu đáng kể, chỉ xuất hiện hiện tượng ăn mòn rỗ nhẹ trên bề mặt sau 96 giờ thử nghiệm phun muối.
So với lớp phủ bạc nguyên chất, hệ thống đồng{0}}niken có lợi thế rõ ràng trong việc kiểm soát chi phí, với giá nguyên liệu thô chỉ bằng 1/80 đến 1/100 giá bạc. Mặc dù độ dẫn điện của nó kém hơn bạc một chút nhưng bằng cách tối ưu hóa độ dày lớp phủ và thiết kế cấu trúc, nó có thể đạt được sự thay thế tương đương trong hầu hết các ứng dụng che chắn tần số thấp- và trung bình{7}}. Nghiên cứu hiện tại tập trung vào việc chuẩn bị lớp phủ tinh thể nano, tối ưu hóa quy trình mạ điện xung và kiểm soát giao diện nền-của lớp phủ, nhằm cải thiện hơn nữa tính linh hoạt và khả năng chống mỏi của vật liệu.
