イオン化傾向（と異種金属接触腐食）

イオン化傾向は、金属が水の中で陽イオンになろうとする（溶け出そうとする）性質の強さです。高校の化学で「リッチに貸そうかな…」という覚え方とともに習う金属の並び（イオン化列）は、電池のしくみだけでなく、ものづくりで大切な「異種金属接触腐食」を考える土台になります。アルミの板をステンレスのボルトで留めたら、ボルトのまわりのアルミだけが白く腐食した――というトラブルは、この性質の差で起こります。このページでは、イオン化傾向の意味と並び、標準電極電位との関係、金属樹と電池、異種金属接触腐食のしくみと防ぎ方、トタンとブリキの違い、ものづくりでの効き方を、できるだけやさしく説明します。

ひとことで言うと

ウィキペディア日本語版（イオン化傾向）は、イオン化傾向を、金属が溶液中（おもに水溶液中）で陽イオンになろうとする性質としています。デジタル理科室（富山県）の教材は、イオン化傾向の順に並べた金属の序列を金属のイオン化列といい、K＞Ca＞Na＞Mg＞Al＞Zn＞Fe＞Ni＞Sn＞Pb＞(H₂)＞Cu＞Hg＞Ag＞Pt＞Au の順を示し、イオン化傾向の大きい金属ほど反応性が高いとしています。上の図は、これにリチウム（Li）を加えた、よく使われる並びです。水素は金属ではありませんが、比べるための目安として列に入れます。

覚え方の語呂合わせはいくつもあり、ウィキペディア日本語版（イオン化傾向）は「リッチに貸そうかな、まぁあてにするな、ひどすぎる借金」などを紹介しています。

出典：イオン化傾向｜ウィキペディア日本語版、金属のイオン化傾向（教材）｜デジタル理科室（富山県）

数で比べる：標準電極電位

イオン化傾向の順は、数で表すと標準電極電位の順になります。ウィキペディア日本語版（イオン化傾向）は、イオン化傾向は水溶液中における水和イオンと単体金属との間の標準電極電位の順で表されるとしています。標準電極電位は、標準状態（反応にかかわる物の活量が1）の電極の電位で、標準水素電極の電位を 0V とする約束です（ウィキペディア日本語版（標準電極電位））。マイナスが大きいほど陽イオンになりやすい金属です。

金属（電極の反応）	標準電極電位 V	出典
リチウム（Li⁺/Li）	−3.045	ウィキペディア日本語版
マグネシウム（Mg²⁺/Mg）	−2.356	ウィキペディア日本語版
アルミニウム（Al³⁺/Al）	−1.676	ウィキペディア日本語版
亜鉛（Zn²⁺/Zn）	−0.763	ウィキペディア日本語版
鉄（Fe²⁺/Fe）	−0.440	ウィキペディア日本語版
ニッケル（Ni²⁺/Ni）	−0.257	ウィキペディア日本語版
スズ（Sn²⁺/Sn）	−0.138	ウィキペディア日本語版
水素（2H⁺/H₂）	0.000	ウィキペディア日本語版
銅（Cu²⁺/Cu）	＋0.340	ウィキペディア日本語版
銀（Ag⁺/Ag）	＋0.799	ウィキペディア日本語版
金（Au³⁺/Au）	＋1.520	ウィキペディア日本語版

2つの金属の電位の差が大きいほど、電池にしたときの電圧が大きく、触れ合わせたときに卑な金属が溶けようとする力も強くなります（編集部の解説）。たとえば亜鉛（−0.763V）と銅（＋0.340V）の差は約1.1V で、下の「ダニエル電池」の起電力（約1.1V）とおよそ合います（計算は編集部）。

出典：イオン化傾向｜ウィキペディア日本語版、標準電極電位｜ウィキペディア日本語版

イオン化エネルギーとの違い

名前が似ている「イオン化エネルギー」は別のものです。デジタル理科室（富山県）の教材は、真空中で原子から電子を取り去るのに必要なエネルギーをイオン化エネルギーといい、水溶液中での金属の水和陽イオンになりやすさであるイオン化傾向は、水和（金属イオンのまわりを水分子が取り囲んで安定になること）の影響などで、イオン化エネルギーの順とは違ってくるとしています。

たとえばリチウムは、ウィキペディア日本語版（イオン化傾向）によると、イオン半径がいちばん小さいので水和熱の絶対値が大きく、その結果、電位がいちばん低く（イオン化傾向がいちばん大きく）なっています。同じページは、ナトリウムはカルシウムより水と激しく反応するのに、イオン化傾向はカルシウムのほうが大きいことも挙げています。つまり、イオン化傾向は「水の中で陽イオンになりやすいか」の目安で、「反応の激しさ」とは必ずしも一致しません。

出典：金属のイオン化傾向（教材）｜デジタル理科室（富山県）、イオン化傾向｜ウィキペディア日本語版

金属を別の金属の水溶液に入れると：金属樹

イオン化傾向の違いは、簡単な実験で確かめられます。ウィキペディア日本語版（金属樹）は、金属樹を樹枝状に析出した金属の結晶とし、例として亜鉛を銅イオンを含む溶液に入れると、亜鉛が溶けて銅が出てくる反応（Zn → Zn²⁺ ＋ 2e⁻、Cu²⁺ ＋ 2e⁻ → Cu）を挙げています。銀樹・銅樹・鉛樹・スズ樹などの種類があります。銅イオンを含む溶液には、たとえば硫酸銅の水溶液が使えます（編集部の補足）。

イオン化傾向の大きい金属（亜鉛）が電子を出して陽イオンになり、イオン化傾向の小さい金属のイオン（銅イオン）がその電子を受け取って金属に戻ります（編集部の解説）。逆の組み合わせ（銅の板を亜鉛のイオンの水溶液に入れる）では、この反応は起きません。

出典：金属樹｜ウィキペディア日本語版

電池：イオン化傾向の大きい金属が負極になる

金属樹の反応を、2つの容器に分けて導線でつなぐと、電子が導線を流れて電池になります。ウィキペディア日本語版（イオン化傾向）は、2種の金属を使った電池ではイオン化傾向の大きい方の金属が負極となり、小さい方が正極となるとし、レモン電池では亜鉛が負極、銅が正極になるとしています。

ウィキペディア日本語版（ダニエル電池）は、亜鉛板（負極）を硫酸亜鉛の水溶液に、銅板（正極）を硫酸銅の水溶液に入れ、素焼きの板か塩橋で仕切った電池で、負極では Zn → Zn²⁺ ＋ 2e⁻、正極では Cu²⁺ ＋ 2e⁻ → Cu の反応が起き、起電力は約1.1V としています。デジタル理科室（富山県）の教材も、イオン化傾向の異なる金属を電解質の水溶液に浸して導線でつなぐと電池としてはたらき、電流が流れるとしています。

このしくみは、金属の部品どうしが水でつながると、知らないうちに「小さな電池」ができてしまうことも意味します。それが次の異種金属接触腐食です。

出典：イオン化傾向｜ウィキペディア日本語版、ダニエル電池｜ウィキペディア日本語版、金属のイオン化傾向（教材）｜デジタル理科室（富山県）

異種金属接触腐食（ガルバニック腐食）

ステンレス協会の資料は、水などの電解液の中で電位の異なる2つの金属が接すると、両者の間に電池ができ、電位の卑な金属がアノード（陽極）となって腐食が助長され、電位の貴な金属がカソード（陰極）となって腐食が抑えられるとしています。ウィキペディア日本語版（異種金属接触腐食）も、電解液のような腐食環境で異なる種類の金属が接触して電子が流れると、片方の金属の腐食が促進される現象としています。

起きる条件は、①電位の違う金属が、②電気的につながっていて、③水・結露・海水などの電気を通す液でぬれていること、の3つです（編集部の整理）。JFEテクノリサーチの資料は、溶接、ねじ・ボルト止め、リベット止めなどで起きることがあり、条件によっては単独の場合よりも数倍〜十倍以上の速度で腐食が進む可能性があるとしています。同社は、純アルミニウム・銅・ステンレス鋼（SUS304）を海水を模した液に入れた試験で、純アルミがアノード側になる例を示しています。

出典：ステンレス鋼管と異種金属とを接続する場合の絶縁施工について（建築設備配管編）｜ステンレス協会、異種金属接触腐食｜ウィキペディア日本語版、多電極系での異種金属間接触腐食試験｜JFEテクノリサーチ

実際の腐食は「水の中の電位」の並びで考える

標準電極電位の表は、決まった条件（標準状態）での値です。実際の部品の腐食は、水道水や海水の中で、その金属が実際に示す電位（自然電位・腐食電位）の並びで考えます。ウィキペディア日本語版（異種金属接触腐食）は、自然電位が相対的に低いものを卑、高いものを貴とし、海水中の腐食電位列（Francis L. LaQue の表）がよく引用される一方、海水以外の環境での腐食電位列は今のところ確立されていないとしています。

ステンレス協会の資料は、海水中の電位の例をもとに、ステンレス鋼や銅は比較的貴な電位の金属、炭素鋼や亜鉛は卑な電位の金属としています。ステンレス鋼は鉄が主成分ですが、表面のうすい不動態皮膜のために貴にふるまいます。ウィキペディア日本語版（異種金属接触腐食）は、海水中のステンレス鋼の自然電位は、不動態の状態か、皮膜がこわれた活性態かで違うとしています（ステンレス鋼については技術「ステンレス鋼」も参照）。

どのくらいの電位の差なら問題ないかは、決まった答えがありません。竹中工務店の技術研究報告は、許される電位差を 50mV 以下とする見方から、100mV 未満とする規格（MIL-STD-171A、1960年）まであり、統一された見解はないとしています（ウィキペディア日本語版（異種金属接触腐食）にも同じ趣旨の記述）。

出典：異種金属接触腐食｜ウィキペディア日本語版、ステンレス鋼管と異種金属とを接続する場合の絶縁施工について（建築設備配管編）｜ステンレス協会、建築設備配管系における異種金属接触腐食と対策（竹中技術研究報告 No.64、2008年）｜竹中工務店

面積の比：小さい卑な金属は危ない

同じ金属の組み合わせでも、卑な金属（アノード）の面積が小さく、貴な金属（カソード）の面積が大きいほど、卑な金属の腐食は激しくなります。竹中工務店の技術研究報告は、ステンレス鋼（SUS304）と鋼、銅と鋼の組み合わせで、カソードとアノードの面積比を約0.03〜100 に変えた実験で、いずれも面積比が大きくなるほどアノード（鋼）の腐食度が増えたとしています。ウィキペディア日本語版（異種金属接触腐食）は、海水中で軟鋼の表面積がステンレス鋼（316）の0.1倍のとき、軟鋼の腐食速度は単独のときの約7倍になる例を挙げています。

このため同じ報告は、ねじ・ボルト・ナットなど面積の小さい部材は、取り付ける相手より電位が貴な材質にしなければならないとしています。また、事務所ビルで約6年使った塩化ビニルライニング鋼管と砲金製のバルブの接続部が、最大13mm（年2.17mm）腐食して水が漏れた事例を挙げ、ライニングのために管の端だけがアノードになって面積が小さく、電流が集中したためとしています。

出典：建築設備配管系における異種金属接触腐食と対策（竹中技術研究報告 No.64、2008年）｜竹中工務店、異種金属接触腐食｜ウィキペディア日本語版

異種金属接触腐食の防ぎ方

① 電位差の小さい組み合わせを選ぶ

竹中工務店の技術研究報告は、対策として、①電位差の小さい組み合わせ、②回路抵抗を大きくする（絶縁）、③カソード／アノードの面積比を小さくする、④環境を処理する、⑤システムを変える、を挙げています。日建連（日本建設業連合会）の鉄骨工事 Q&A も、対策の1つ目に「同一材料を使う」を挙げています。

② 電気的に絶縁する

同じ報告は、2種の金属を電気的に絶縁すれば、金属間の距離や水質に関係なく異種金属接触腐食を防げるとし、絶縁材には樹脂やゴムを使うとしています。ステンレス協会の資料は、ステンレス鋼管と炭素鋼（亜鉛めっきを含む）・鋳鉄などは電位差が大きいので電気的に絶縁する必要があるとし、絶縁フランジ、絶縁スリーブ・ワッシャー、絶縁コートフランジ、絶縁シートなどの方法を示しています。一方、銅・青銅（耐脱亜鉛腐食黄銅を含む）との接続は絶縁不要とし、一般の黄銅やアルミニウムとの接続は絶縁が必要としています。

③ 塗るなら、卑な側だけを塗らない

塗装で防ぐときは注意が要ります。竹中工務店の報告は、異種金属が触れ合う境目のカソード（貴な側）の面を塗装・被覆するのが有効で、最も注意しなければならないのは、アノード（卑な側）の面への不完全な塗装・被覆だとしています。アノードの塗膜の傷に電流が集まり、局部的な腐食が速く進むためです。ウィキペディア日本語版（異種金属接触腐食）も、対策として両方の材料を塗装することを挙げています。

④ 犠牲陽極で守る

守りたい金属より卑な金属を、わざと電気的につないで先に溶かす方法もあります（犠牲陽極法。ウィキペディア日本語版（異種金属接触腐食）が対策の1つとして挙げています）。亜鉛めっきの「犠牲防食」も同じ考え方です（次の節）。

出典：建築設備配管系における異種金属接触腐食と対策（竹中技術研究報告 No.64、2008年）｜竹中工務店、ステンレス鋼管と異種金属とを接続する場合の絶縁施工について（建築設備配管編）｜ステンレス協会、鉄骨工事Q&A A-7-12 溶融亜鉛めっき 異種金属接触腐食（電食）｜日本建設業連合会、異種金属接触腐食｜ウィキペディア日本語版

トタンとブリキ：傷がついたときの違い

鉄板に亜鉛をめっきしたトタンと、スズをめっきしたブリキは、イオン化傾向の違いがよくわかる例です。ウィキペディア日本語版（ブリキ）は、スズは鉄より腐食しにくいので全面を覆えば鉄の腐食を防げるが、一部でも鉄が露出すると、スズが鉄の腐食を促進するので、そこから鉄の腐食が広がるのが欠点としています。トタンについては、亜鉛そのものは鉄より錆びやすいが、鉄が露出した場合、亜鉛が先に腐食して鉄の腐食を遅らせるので、全体として耐食性に優れるとしています。

日建連の鉄骨工事 Q&A も、溶融亜鉛めっきは、亜鉛の皮膜で鉄の表面を守るほかに、表面に傷ができても、イオン化傾向の違いによる電気化学的な犠牲防食作用で鉄を守るとしています。めっきの種類については技術「めっき」、六価クロムを使わない亜鉛めっきの後処理は課題「六価クロムを使わずに表面処理したい」も参照してください。

出典：ブリキ｜ウィキペディア日本語版、鉄骨工事Q&A A-7-12 溶融亜鉛めっき 異種金属接触腐食（電食）｜日本建設業連合会

アルミニウムが、ふだんはさびにくい理由

アルミニウムの標準電極電位は −1.676V で、鉄（−0.440V）よりずっと卑です。それでもアルミのサッシや部品がふだんさびにくいのは、表面の皮膜のおかげです。日本アルミニウム協会の資料は、アルミニウムは環境側に電子をとられやすい活発な金属だが、表面に安定で緻密で密着性のよい酸化皮膜ができるとし、その性質を利用した陽極酸化塗装複合皮膜の処理で、通常の環境では高い耐久性があるとしています。皮膜を厚くする表面処理は技術「アルマイト（陽極酸化）」を参照してください。

ただし同じ資料は、連結部など異種金属と接触する部位では、厳しい環境で異種金属接触腐食が課題だったとしています。アルミの防護柵の支柱が、コンクリートの中の鉄筋と触れ合って腐食した例や、アルミの連結部の暴露試験で、処理をしていないステンレスのボルトのものに異種金属接触腐食が起きた例を挙げています。

出典：異種金属接触腐食に関する耐久性（土木製品開発委員会 No.32）｜日本アルミニウム協会、標準電極電位｜ウィキペディア日本語版

ものづくりでどう効くか

• ボルト・ねじの材料選び：日建連の鉄骨工事 Q&A は、溶融亜鉛めっき鋼材をステンレスのボルトで締めると異種金属接触腐食の不具合が起きるおそれがあるとし、日本溶融亜鉛鍍金協会の試験で、異種金属と接した境目の亜鉛の腐食が、とくに都市・工業地域（横浜）で進んだ結果を紹介しています。ゆるみ止めは課題「ねじ・ボルトがゆるむのを防ぎたい」も参照してください。
• アルミと鉄・ステンレスの組み合わせ：軽くするためにアルミや CFRP を使うと、鉄・ステンレスとつなぐ所が腐食の弱点になります（編集部の解説）。課題「鉄をアルミ・樹脂・複合材に替えて軽くしたい」・「薄く軽くすると強度が足りない」も参照してください。
• 配管・継手：ステンレス管と鋼管などをつなぐ所は、絶縁フランジや絶縁継手を使います（ステンレス協会）。
• めっき・防食：亜鉛めっきや犠牲陽極は、卑な金属を先に溶かして鉄を守ります。課題「錆びる・腐食する」・技術「溶射」（亜鉛・アルミの防食溶射）も参照してください。
• 電池・試験：電池は金属の電位の差を使います。JFEテクノリサーチは、3種類以上の金属の組み合わせで、金属どうしに流れる電流を測る異種金属接触腐食の試験を受託しています。電池については課題「電池の劣化を抑えたい」も参照してください。
• 屋外・海辺・結露する所：日本製鉄の解説は、海水は電気をよく通す（比抵抗19〜27Ω·cm）ので、とくに異種金属接触腐食が起きやすいとしています。制御盤の中の結露は課題「制御盤・筐体の中の結露を防ぎたい」も参照してください。

出典：鉄骨工事Q&A A-7-12 溶融亜鉛めっき 異種金属接触腐食（電食）｜日本建設業連合会、ステンレス鋼管と異種金属とを接続する場合の絶縁施工について（建築設備配管編）｜ステンレス協会、多電極系での異種金属間接触腐食試験｜JFEテクノリサーチ、内面腐食 海水腐食｜日本製鉄（鋼管の技術情報）

似ている言葉との違い

イオン化傾向とイオン化エネルギー：イオン化傾向は水溶液の中で陽イオンになりやすいか、イオン化エネルギーは真空中で原子から電子を取り去るのに必要なエネルギーです（上の「イオン化エネルギーとの違い」）。

標準電極電位と自然電位：標準電極電位は標準状態の値で、イオン化傾向の順を数で表します。自然電位（腐食電位）は、実際の水や海水の中で金属が示す電位で、異種金属接触腐食の目安に使います。

異種金属接触腐食と電食：日建連の鉄骨工事 Q&A は、異種金属接触腐食を一般には電食と呼んでいるが、JIS Z 0103（防せい防食用語）では、電食は迷走電流腐食と同じ意味と定義されているとしています。迷走電流腐食は、決まった回路以外のところを流れる電流で起きる腐食です。ウィキペディア日本語版（異種金属接触腐食）も、専門上は電食は迷走電流腐食だけを指すとしています。

出典：イオン化傾向｜ウィキペディア日本語版、金属のイオン化傾向（教材）｜デジタル理科室（富山県）、標準電極電位｜ウィキペディア日本語版、異種金属接触腐食｜ウィキペディア日本語版、鉄骨工事Q&A A-7-12 溶融亜鉛めっき 異種金属接触腐食（電食）｜日本建設業連合会

イオン化傾向・異種金属接触腐食が出てくるページ

出典

1. イオン化傾向｜ウィキペディア日本語版
2. 金属のイオン化傾向（教材）｜デジタル理科室（富山県）
3. 標準電極電位｜ウィキペディア日本語版
4. 金属樹｜ウィキペディア日本語版
5. ダニエル電池｜ウィキペディア日本語版
6. ステンレス鋼管と異種金属とを接続する場合の絶縁施工について（建築設備配管編）｜ステンレス協会
7. 異種金属接触腐食｜ウィキペディア日本語版
8. 多電極系での異種金属間接触腐食試験｜JFEテクノリサーチ
9. 建築設備配管系における異種金属接触腐食と対策（竹中技術研究報告 No.64、2008年）｜竹中工務店
10. 鉄骨工事Q&A A-7-12 溶融亜鉛めっき 異種金属接触腐食（電食）｜日本建設業連合会
11. ブリキ｜ウィキペディア日本語版
12. 異種金属接触腐食に関する耐久性（土木製品開発委員会 No.32）｜日本アルミニウム協会
13. 内面腐食 海水腐食｜日本製鉄（鋼管の技術情報）

※アイキャッチ画像は、AI（ChatGPT）で生成したイメージです。実在の製品ではありません。

情報の確認日：2026年10月7日