Chemie / Universität Bayreuth

Aluminiumnieten in verzinktem Blech

Stand: 15.09.05

Sind die beiden Metalle Zink und Aluminium miteinander unverträglich und wenn ja, warum? Gibt es Lochfraß? Der Fall: an verzinktes Karosserieblech wird Stahlprofil mit Hilfe von Alu-Nieten befestigt.

Zunächst die kurze Antwort:
ja, die Metalle sind unverträglich. Es entsteht zwar nicht Lochfraß, aber es ist damit zu rechnen, dass im Verlauf der Zeit (Jahre) die Alu-Niete korrodiert und nichts mehr fest hält.

Nun die Begründung in 4 Schritten:

1. Metalle bestehen, wie alle Stoffe, aus Atomen. Atome besitzen einen Kern, um den sich Elektronen bewegen. Typisch für Metalle ist, dass sich diese Elektronen im ganzen Werkstück bewegen können (metallische Bindung).
2. Metalle möchten eher ein paar Elektronen abgeben, sobald sie mit einen Abnehmer in Kontakt kommen (Redoxpotential). Dieses "abgeben mögen" ist bei verschiedenen Metallen unterschiedlich stark ausgeprägt. In unedlen Metallen wie z.B. Aluminium, Zink, Eisen "drücken" die Elektronen stark bis mittelstark raus, in edlen Metallen wie Kupfer und Gold nur schwach bis sehr schwach (man kann das Standardpotential in Volt bezogen auf Wasserstoff messen; bei Aluminium sind es e=-1,66V, bei Eisen e=-0,4V).
3. Kommen nun zwei Metalle miteinander in Berührung, so wird es immer einen "Druckunterschied" zwischen den Elektronen dieser beiden geben, der umso größer ist, je unterschiedlich edel die beiden Metalle sind. Das unedlere drückt dem edleren Elektronen auf - man kannes auch umgekehrt sehen, das edlere saugt dem unedleren welche ab (Potentialdifferenz; zwischen Aluminium und Eisen sind es immerhin 1,26V, das ist ziemlich viel).
4. In der Folge fließen Elektronen vom unedleren zum edleren Metall, wodurch das unedlere korrodiert. Aus dem Aluminiummetall wird ein Aluminium-Salz, das spröde ist und abbröckelt. Dieser Vorgang wird durch Wasser und Streusalz stark beschleunigt.

Hinweis 1: Bei Vollalu-Autokarosserien gibt es durchaus Schweißnähte zwischen Aluminium und Stahl. Hier betreibt man durch Beschichtung und Lackierung einen erheblichen Aufwand, das Wasser abzuhalten. Aber: ewig halten SOLL es ja gar nicht, wer würde sonst noch neue Autos kaufen?