異種金属接触腐食
異種金属接触腐食(いしゅきんぞくせっしょくふしょく)とは、電解液のような腐食環境下で異なる種類の金属が接触し電子電導したときに、片方の金属の腐食が促進される現象である。2種の金属と環境の間で腐食電池が形成されることで生じる。ガルバニック腐食とも呼ばれる。
様々な要素が影響するため一概には言えないが、基本的には、異種金属接触腐食が起こるとその環境下で自然電位が低い(卑な)方の金属で腐食が加速される。異種金属接触腐食への対策としては異種金属を接触させないのが理想的だが、現実的には異種金属の接触が必要となる状況も多い。他の対策としては、2種の金属の自然電位の差を小さくすることや、貴な金属の表面積を卑な金属の表面積よりも相対的に小さくすること、ゴムや合成樹脂などの絶縁材を挟むことなどが挙げられる。
異種金属接触腐食が起こるとき、逆に自然電位が高い(貴な)方の金属では腐食が抑制される。これを利用し、腐食から守りたい材料に卑な材料を意図的に付加すれば防食の効果が得られる。このような防食法は犠牲陽極法として知られる。
このような、ある環境で金属が自然に腐食しているときの電極電位を、自然電位あるいは腐食電位という。相手よりも自然電位が高い金属を貴であるといい、相手よりも自然電位が低い金属を卑であるという。異種金属接触腐食が起こり、腐食が促進されるのは、相手よりも卑な金属である。
異種金属接触腐食が起こる原理が標準電極電位(イオン化傾向)の差で説明されることがしばしばあるが、これは不適切である。異種金属接触腐食で問題となるのは、あくまでも自然電位(腐食電位)の差である。分極曲線で2種の金属の電位と電流の動きを考える。環境側の抵抗が無視できるとすれば、自然電位が異なる金属が接触すると、双方の電位は同じになり、その電位の値は元の2つの自然電位の間で落ち着く。したがって、卑な金属の電位は元の自然電位よりも大きく(貴に)なり、卑な金属に流れる腐食電流は大きくなる。この大きくなった電流分だけ、卑な金属の腐食は加速されることになる。
一方の貴な金属では、異種金属接触腐食は起きず、貴な金属がその環境で本来起こす腐食がむしろ抑制される。分極曲線上では、貴な金属の電位は接触によって小さく(卑に)なり、腐食電流は低下、腐食は軽減される。逆に、このメカニズムを利用すると貴な金属側の腐食を防止できることになる。例えば鉄鋼材を防食したいとき、それよりも卑な亜鉛材を付加することで鉄鋼材の腐食を軽減できる。このように異種金属接触腐食のメカニズムを防食に利用したのが、犠牲陽極法(流電陽極法)という防食方法である。
異種金属接触腐食は2種の金属が通電することで起きるので、異種金属接触腐食の防止上でもっとも理想的なのは異種金属を接触させないことである。しかし、実用上はどうしても接触が必要なことも多い。代わりに、2種の金属を電気的に絶縁させれば異種金属接触腐食を防止できる。実用されているのはゴムや樹脂などの絶縁材を2種の金属の間に挟む方法で、配管の継手やフランジ接合で使われる。淡水を通す配管用には、使用状態と使用金属の組み合わせによって絶縁の必要性の有無を示した判定表が活用されている。