Korrosion, die auftritt, wenn zwei verschiedene Metalle elektrisch verbunden in Gegenwart eines Elektrolyten stehen, wodurch das unedlere (anodische) Metall bevorzugt korrodiert.

Prinzip

Elektrischer Kontakt zwischen ungleichen Metallen bildet eine galvanische Zelle, getrieben durch den Unterschied ihrer elektrochemischen Potentiale (Galvanische Reihe). Das Metall mit negativerem Potential wird Anode und löst sich auf; das kathodische Metall wird geschützt. Die Korrosionsrate wird stark durch Flächenverhältnisse (große Kathode/kleine Anode beschleunigt Anodenverlust), Elektrolytleitfähigkeit und Umweltfaktoren beeinflusst.

Demonstration

Eine Stahlschraube, die in Meerwasser mit einer Kupferplatte in Kontakt steht: Stahl (unebener) korrodiert bevorzugt, während Kupfer kathodisch wird. Der gezielte Einsatz von Opferanoden (Zink an Schiffsrümpfen) schützt eine Struktur, indem ein unedleres Metall korrodiert.

Fehlanwendung

Zu glauben, galvanische Korrosion trete unabhängig von elektrischer Isolierung oder Elektrolyt auf (sie erfordert beides); Flächenverhältnisse zu ignorieren und zu meinen, jeder Kontakt verschiedener Metalle sei schädlich; Opferanoden falsch zu platzieren, wodurch bei ungünstigen Flächenverhältnissen der zu schützende Bereich zur Anode wird.

Konsequenz

Kann zu schneller Schädigung des anodischen Metalls führen, was strukturelle Schwächen oder Leckagen zur Folge hat. Durchdachtes Design kann galvanische Prinzipien zum Schutz nutzen (Opferanoden, Isolation, Auswahl von Metallen mit ähnlichen Potentialen, Beschichtungen). Bewertung und Gegenmaßnahmen erfordern Betrachtung von Potentialen, Flächeneffekten und Elektrolyteigenschaften.

Umkehrung

Umkehr ist elektrische Isolierung oder Anpassen der Potentiale, sodass kein galvanisches Paar entsteht: elektrisch getrennte oder isolierte verschiedene Metalle in einem nichtleitenden Medium erzeugen keine galvanische Korrosion. Alternativ führt das bewusste Verbinden einer unedleren Opferanode die Korrosion auf diese Anode um.

Abgrenzung

Voraussetzung ist ein elektrochemischer Stromkreis: (1) galvanisch unterschiedliche Metalle elektrisch verbunden, (2) ein Elektrolyt für ionische Leitung und (3) räumliche Trennung von anodischen und kathodischen Stellen. Es schließt rein chemische Korrosion ohne Elektronenfluss und nichtleitende Umgebungen aus, in denen kein ionischer Strom fließen kann.

Semantische Spannung

Die Terminologie überschneidet sich mit ‚Bimetallischer Korrosion‘ und teils mit Kontaktkorrosion; Spannungen bestehen bei der Abgrenzung galvanischer Effekte von lokalen elektrochemischen Heterogenitäten (z. B. Kompositionsunterschiede innerhalb einer Legierung) und mechanisch unterstützten Korrosionsprozessen.

Synthese

Galvanische Korrosion ist die bevorzugte elektrochemische Auflösung des anodischen Metalls, wenn verschiedene Metalle in einem Elektrolyten elektrisch gekoppelt sind; sie lässt sich durch Potentialunterschiede und Flächeneffekte vorhersagen und durch Isolierung, Materialwahl oder Opferanoden kontrollieren.