Покриття мідно-нікелевим сплавом, як класична технологія обробки поверхні металу, має унікальні переваги в області електромагнітного екранування. Шар міді забезпечує чудову провідність, що досягає 5,8 × 10⁷ См/м, ефективно відбиваючи та поглинаючи електромагнітні хвилі. Шар нікелю, як функціональне покриття, не тільки має гарну стійкість до корозії, але також утворює стабільну оксидну плівку, запобігаючи швидкому окисленню та руйнуванню мідного шару у вологому середовищі. Ця дво{6}}шарова композитна структура забезпечує баланс між провідністю та довговічністю завдяки синергічному ефекту.
Що стосується процесів гальванічного покриття, то електролітичне нікелеве-фосфорне покриття та електролітичне мідне-нікелювання є двома основними технічними напрямками. Безелектричне покриття не потребує зовнішнього струму, покладаючись на само-каталітичну реакцію окислення-відновлення для утворення однорідного та щільного покриття на поверхні волокна, що робить його особливо придатним для обробки текстильних матеріалів складної-форми. Гальванопластика, контролюючи густину струму та склад електроліту, дозволяє точно контролювати товщину покриття та співвідношення складу. Дослідження показали, що коли співвідношення мідь-нікель контролюється в діапазоні від 4:1 до 7:3, композитний матеріал може досягти ефективності екранування, що перевищує 60 дБ у діапазоні частот 8–18 ГГц.
Попередня обробка волокнистої матриці має вирішальний вплив на якість покриття. Синтетичні матеріали, такі як поліефірні та поліамідні волокна, вимагають шорсткості поверхні, сенсибілізації та процесів активації для підвищення міцності зв’язку між шаром металу та поверхнею полімеру. Плазмова обробка або модифікація силанового сполучного агента може покращити адгезію покриття більш ніж на 40%, а швидкість зміни питомого опору поверхні все ще можна контролювати в межах 15% після 50 стандартних прань.
Мікроструктурне спостереження показує, що мідно-нікелеве покриття демонструє типову клітинну морфологію росту з розміром зерен від нанометрів до субмікрометрів. Ця тонка структура є корисною для збільшення питомої площі поверхні та посилення внеску міжфазної поляризаційної втрати в поглинання електромагнітних хвиль. Одночасно феромагнітні властивості шару нікелю створюють механізм магнітних втрат, доповнюючи електричні втрати шару міді та розширюючи ефективну смугу екранування.
Випробування на температурну стабільність показують, що мідно-нікелеве покриття зберігає структурну цілісність під час зміни навколишнього середовища від -40 градусів до 150 градусів із температурним коефіцієнтом опору нижче 0,003/градус. Ця характеристика робить його придатним для -застосувань із широким діапазоном температур, таких як автомобільна електроніка та авіакосмічна промисловість. Крім того, коли вміст нікелю в покритті перевищує 30%, матеріал демонструє значну стійкість до окислення та зміни кольору, лише незначна точкова корозія з’являється на поверхні після 96 годин випробування соляним туманом.
Порівняно з покриттями з чистого срібла мідно-нікелева система має явну перевагу в контролі витрат, оскільки ціни на сировину становлять лише 1/80–1/100 ціни на срібло. Незважаючи на те, що його провідність дещо поступається сріблу, завдяки оптимізації товщини покриття та структурного дизайну він може досягти еквівалентної заміни в більшості застосувань для екранування низьких- і середніх-частот. Поточні дослідження зосереджені на підготовці нанокристалічних покриттів, оптимізації процесів імпульсного гальванічного нанесення та контролі межі покриття-підкладки з метою подальшого покращення гнучкості матеріалу та стійкості до втоми.
