什麼是電偶腐蝕

電位不同的金屬在電解質中接觸時，較活潑的金屬成為陽極而腐蝕加速的現象。也稱為伽凡尼腐蝕（galvanic corrosion）或異種金屬接觸腐蝕。

日文名稱: ガルバニック腐食

「電偶腐蝕」出現在2領域的2道練習題中（腐蝕與表面處理, 複合材料等）。

電位差與腐蝕方向的決定

把不同的金屬電性連接並浸入同一電解質時，自然電位低（活潑）的金屬成為陽極，高（惰性）的金屬成為陰極。活潑金屬的腐蝕比單獨存在時加快，惰性金屬的腐蝕反而變慢。判斷哪一方溶解時，比起標準電極電位，更常使用在海水等實際環境中量測的自然電位序列（電偶序列）。在海水中，大致依鎂、鋅、鋁合金、鋼、銅合金、鈍態不鏽鋼、鈦、石墨的順序變得越來越惰性。

面積比與距離的效應

腐蝕的快慢不只取決於電位差，也會因陽極與陰極的面積比而大幅改變。陰極越大、陽極越小，與陰極還原之氧量相當的大溶解電流，就越集中在小陽極上。因此只塗裝陽極時，塗膜的微小傷痕會成為小陽極，反而可能被深挖，若要塗裝，陰極側也要塗。此外，在電阻大的淡水或大氣中的薄水膜中，腐蝕集中在接觸部附近；在海水這類導電良好的環境中，影響則擴及較廣的範圍。

防止方法

最確實的方法，是盡量組合電偶序列中位置相近的金屬。使用不同金屬時，採取以樹脂墊圈或套管電性絕緣、做成接觸部不積水的形狀、以密封材阻斷電解質的通路等對策。扣件要使用比其固定之部材更惰性（較貴）的材料，以免形成面積很小的陽極。在鋁合金與CFRP的組合中，會在兩者之間插入玻璃纖維層加以絕緣，或使用鈦合金的扣件。

用於防蝕的情形與歷史上的例子

電偶作用若運用得當，就會成為防蝕的手段。在熱浸鍍鋅鋼板中，即使傷痕使鋼露出，周圍的鋅也會先溶解而保護鋼（犧牲防蝕）。安裝在船體或港灣結構物上的犧牲陽極也是相同原理。有名的失敗例是自由女神像：銅外板與鐵骨架之間的絕緣因濕氣而失效，鐵骨架腐蝕，因此在1980年代的修復中，支撐外板的鐵構件被換成不鏽鋼。在設計階段看清電位差會朝哪個方向作用是很重要的。

練習電偶腐蝕的題目

在海水中將鋼與銅電性接觸使用。電偶腐蝕造成的鋼損傷最容易變得最嚴重的是下列何者？

A以小的銅鉚釘固定大的鋼板者
B以小的鋼鉚釘固定大的銅板者
C與面積比無關，兩者的鋼都以相同速率腐蝕

查看答案與解析

正確答案：B. 以小的鋼鉚釘固定大的銅板者

使異種金屬接觸時，較活潑的鋼成為陽極、較惰性的銅成為陰極，鋼的腐蝕加速（電偶腐蝕）。在陰極被還原的氧量大致與陰極面積成正比，而在陽極溶解的電流與之相等，因此腐蝕電流主要由陰極面積決定。陰極的銅板大、陽極的鋼鉚釘小時，大電流集中在小面積上，鉚釘會在短期間內嚴重腐蝕。反之，以小的銅鉚釘固定大鋼板時，腐蝕電流分散在寬廣的鋼面上，因此腐蝕速率（單位面積）較小。所以認為面積比沒有影響的選項也是錯誤的。連接異種金屬時，原則是讓鎖固零件為較惰性的金屬，或加以絕緣。

常見問題

電偶腐蝕與異種金屬接觸腐蝕相同嗎？

是相同的現象。因為以與伽凡尼電池相同的機制發生而稱為電偶腐蝕，著眼於原因時稱為異種金屬接觸腐蝕。有時也稱為電蝕，但電蝕多指外部雜散電流造成的腐蝕，需要注意。

不鏽鋼與碳鋼連接沒問題嗎？

在會淋到雨水或海水的環境中，碳鋼側容易腐蝕。特別是像以碳鋼螺栓固定不鏽鋼板這樣、碳鋼面積小的情形很危險，要加以絕緣，或扣件也使用不鏽鋼。

在乾燥的空氣中也會發生電偶腐蝕嗎？

沒有電解質就不會有電流，因此幾乎不會發生。不過結露或鹽分附著形成薄水膜時就會發生，在戶外或靠近海的地方需要注意。

解析中的「電偶腐蝕」

使異種金屬接觸時，較活潑的鋼成為陽極、較惰性的銅成為陰極，鋼的腐蝕加速（電偶腐蝕）。
在海水中將鋼與銅電性接觸使用。電偶腐蝕造成的鋼損傷最容易變得最嚴重的是下列何者？
但價格高，且碳纖維導電、電極電位較惰性，因此與鋁合金接觸時，鋁容易發生電偶腐蝕，需採取在兩者之間夾入玻璃纖維層等對策。
碳纖維強化塑膠（CFRP）與玻璃纖維強化塑膠（GFRP）的比較，下列何者正確？