E-玻璃织物表面化学镀镍/钴双层涂层：界面工程构筑高性能电磁屏蔽材料

针对电子设备电磁干扰(EMI)污染问题，研究人员通过化学镀技术在E-玻璃织物上构建镍/钴双层金属涂层，发现钴沉积可重构镍层结构，降低磷杂质并提升金属还原态比例，最终获得导电性21,628 S/m、饱和磁化强度29.41 emu/g、电磁屏蔽效能61 dB的优化材料，为轻量化电磁屏蔽材料开发提供新策略。

　　

随着5G时代电子设备密度的爆炸式增长，电磁污染已升级为威胁设备稳定运行和人体健康的"隐形杀手"。传统金属屏蔽材料虽有效但笨重，而柔性织物基材料又面临导电性不足的瓶颈。如何在保持织物轻、薄特性的同时实现高效电磁屏蔽，成为材料科学领域的"卡脖子"难题。

中国研究人员在《Journal of Alloys and Compounds》发表的研究中，创新性地采用化学镀技术，在E-玻璃织物上构建了具有界面重构效应的镍/钴双层金属涂层。通过精确调控沉积时序，发现钴层沉积会引发底层镍的"自我净化"——磷杂质被选择性溶解，金属晶格重新排列形成更规整的面心立方结构。这种微观结构的优化使材料导电性飙升至21,628 S/m，比常规单层涂层提升近3倍；饱和磁化强度达到29.41 emu/g，相当于纯钴材料的85%。最令人振奋的是，优化后的织物在电磁屏蔽测试中展现出61 dB的优异性能，意味着能阻挡99.9999%的电磁波穿透，这一指标已超过多数商用金属屏蔽材料。

研究团队采用X射线衍射(XRD)解析晶体结构，结合X射线光电子能谱(XPS)追踪元素价态变化，通过扫描电镜(SEM)观测到钴沉积引发的镍层"纳米级蚀刻"现象。能量色散谱(EDS)元素图谱证实，界面处形成的钴镍合金相是性能提升的关键。特别值得注意的是，沉积时间被证明是调控界面结构的"魔法旋钮"——当钴沉积时间控制在15分钟时，材料会形成理想的梯度过渡界面，而过长的沉积反而会导致镍层过度溶解。

研究结果部分揭示：在"物相组成分析"中，NT4CT15样品显示出最强的(111)晶面衍射峰，表明优化的沉积参数可获得高度取向的金属晶体；"元素化学状态"数据显示，钴沉积使镍2p_3/2
结合能向低能方向偏移0.8 eV，证实金属态镍比例显著增加；"微观结构表征"观察到双层样品表面形成独特的纳米片层交错结构，这种形貌使电磁波在界面处经历多次反射衰减；"电磁屏蔽机制"分析指出，优化的磁导率(μ)和介电常数(ε)协同作用，使材料同时具备电损耗和磁损耗能力。

这项研究的突破性在于揭示了金属涂层界面重构与电磁性能的构效关系，建立了"沉积时间-微观结构-屏蔽效能"的定量调控模型。相比传统复合屏蔽材料，这种涂层织物兼具军用级屏蔽效能和民用纺织品的柔韧性，在可穿戴电子防护、航空航天电磁兼容等领域具有广阔应用前景。研究提出的界面工程策略，为开发新一代智能电磁防护材料提供了普适性设计原则。