综述：掺杂对燃料电池应用中作为互连涂层的Mn-Co尖晶石的微观结构、电学、热学和氧化性能的影响

这篇综述系统评述了Mn-Co尖晶石作为固体氧化物燃料电池(SOFC)互连涂层的改性策略，重点分析了掺杂元素对其微观结构、电导率(ASR)、热膨胀系数(CTE)及抗氧化性能的调控机制，为开发高效Cr扩散阻挡层提供了理论依据。

　　

Mn-Co尖晶石特性与潜在应用

AB₂O₄型尖晶石结构中，Mn-Co体系因独特的电子跃迁机制展现优异导电性（800°C时达60 S/cm），其CTE值(10.5×10^-6 K^-1)与SOFC组件完美匹配。通过调控Mn^2+/3+与Co^2+/3+的价态比例，可优化氧离子迁移能垒，抑制Cr₂O₃挥发导致的阴极毒化。

涂层制备技术进展

溶胶-凝胶法可制备纳米级Mn_1.5Co_1.5O₄粉体（粒径<50nm），经电泳沉积(EPD)成膜后孔隙率<5%；磁控溅射工艺能在Crofer22APU合金表面获得致密尖晶石层（厚度2-5μm），使Cr扩散通量降低两个数量级。

掺杂效应的多维度调控

铜掺杂：引入5at% Cu使电导率提升至85 S/cm，因Cu⁺/Cu²⁺增加载流子浓度；

稀土改性：Y³⁺掺杂使氧化激活能从142 kJ/mol降至89 kJ/mol，通过钉扎效应抑制晶界扩散；

双元素协同：(Mn,Co,Fe)₃O₄四元尖晶石在750°C下ASR稳定在0.015 Ω·cm²，Fe³⁺占据八面体位点增强电子跳跃传导。

挑战与未来方向

当前需解决烧结温度窗窄（±20°C）导致的涂层分层问题，探索La/Ni共掺杂对高温相稳定性的影响。机器学习辅助筛选新型掺杂组合，以及原子层沉积(ALD)技术制备超薄复合涂层将是重要突破点。