铜镍合金被广泛应用于滨海电厂、船舶的冷凝器及热交换器管道。为了突破铜镍合金应用中长期存在的氧化膜损伤后难以修复的瓶颈，我国科学家提出了通过磁场实现快速修复氧化膜的创新策略，为解决海洋工程关键材料的延寿与防护提出了新思路。

中国科学院宁波材料技术与工程研究所王立平团队的相关成果近日发表于《自然-通讯》。

在海水中，悬浮的固体颗粒会不断冲刷铜镍合金管道表面，造成氧化膜划伤。划伤区域不仅失去保护，更易诱发局部穿孔，且腐蚀会像“传染病”一样扩散，导致管道过早失效。

作者团队通过在损伤区域的垂直方向施加磁场，产生了两种作用力，能够协同发挥修复作用。

洛伦兹力，驱动对流。磁场通过洛伦兹力诱导磁流体动力学效应，如同“无形搅拌”，加速了物质传输和氧气向划伤区的补充，促进了修复初期的成膜反应。

磁梯度力，精准分选。损伤区域的磁通密度增加，促使顺磁性离子向划痕内部移动，导致划伤区局部pH值升高，加速了Ni2?在表面富集并形成高保护性的NiO。

这个策略不仅修得快，而且修得更好。

修复加速：在磁场作用下，划伤区域的电化学反应信号迅速减弱，9天后其电流密度甚至低于周围完好区域，表明再生膜的抗腐蚀性已优于原始完好膜层。

结构优化：无磁场条件下，再生膜为常见的双层结构，外层是抗蚀性较差的碱式氯化铜，且覆盖不均。而在磁场下，再生膜形成了一层均匀、致密的单层结构。

成分升级：磁场抑制了外层碱式氯化铜的沉积，同时显著促进了NiO在氧化膜表面的富集。这种“表面富NiO的单层膜”结构此前从未被报道，正是其耐蚀性跃升的关键。

这一发现有望发展成为一种新型的海洋工程防护技术，为船舶、海上平台、海底管线等重大设施的长期安全运行与延寿维护，提供低成本、高效率的解决方案，对保障海洋经济可持续发展具有重要战略意义。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-025-66216-7