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Mn1.5Co1.5O4尖晶石是目前研究较多且被认为非常有应用前景的高性能保护涂层之一。

1.2锰钴尖晶石材料

迄今为止，尖晶石膜层材料分为两大类：含Cr尖晶石和无Cr尖晶石。研究者们拿含有锰、铬、钴、等金属元素的尖晶石涂层做了实验，并比较了它们的导电性和热膨胀系数。含Cr尖晶石膜层Mn1.2Cr1.8O4、CoCr2O4等在导电性方面有短板、热膨胀系数很难与不锈钢匹配，并且存在严重的Cr挥发等问题，无商业化前景，所以，无Cr材料才是最终的发展方向。其中，含铁元素的尖晶石与不锈钢的热膨胀系数为最匹配，Cu1.3Mn1.7O4、MnCo2O4尖晶石结构导电性较好。综合这两个因素，CuFe2O4、Co3O4、MnxCo3–xO4（x=0~3）等与SOFC不锈钢金属连接板的粘结性最好，其中MnxCo3–xO4

（x=0~3）膜层性能最好，且不含稀土元素，成本低，是公认的最有效最合理的SOFC不锈钢金属连接板尖晶石膜层材料。

1.2.1锰钴尖晶石材料应用背景

最近的研究集中在使用（Mn,Co）3O4尖晶石，因为它们具有优异的电性能和热膨胀系数（CTE）与铁素体不锈钢的相容性。（Mn,Co）3O4尖晶石涂层提供足够低的ASR值，低Cr传输速率和稳定的含Cr尖晶石的形成。虽然这些报道是大家希望的结果，但是Persson[17]等人的研究表示脱氧氧化是在较低的温度下没有观察到，但是(Mn,Co)3O4涂层在超过900℃氧化1000h或者当氧化皮超过10–15mm以上之后可能遭受的分离氧化效应（非受控氧化）的现象。

QingxiFu[22]等人在两种FSS上使用磁控溅射制造厚度为50mm的Mn/Co涂层。而Bateni[23]等人通过电化学沉积沉积50mm分离的Mn和Co金属层涂层。吴[24]等采用电化学工艺制备厚度为1–3mm的Mn/Co涂层。Wang[3]等采用在Crofer22APU上沉积（Mn,Co）3O4涂层，制作涂层厚度为15mm。Montero[20]等人的其他工作使用丝网印刷在两种不同类型的FSS上形成厚度60微米的MnCo1.9Fe0.1O4涂层。所有这些报道的结果表明，Mn/Co涂层对于SOFC互连使用是有效的保持较低的ASR值并阻止Cr扩散。此外，从Yang[16]等人的结果得出，标称组成为Mn1.5Co1.5O4的Mn/Co尖晶石不仅有效地抑制了尺度生长，并且防止了Cr从衬底穿过涂层的向外迁移，而且显着降低了LSF阴极与不锈钢之间的接触电阻钢互连。

然而，尚未明确能有效地满足SOFC互连的最佳性能的关键涂料组合物和涂层厚度。为了探讨涂层组成的影响，我们以前的工作已经了解到可以通过磁控溅射制备的不同比例的Mn/Co合金（Co,Mn20Co80,Mn40Co60）的涂层。考虑到Mn从底物向外扩散，Mn40Co60涂层是在FSS上制造Mn1.5Co1.5O4尖晶石的最佳成分。

1.2.2锰钴尖晶石材料的简介

通过对尖晶石材料的不断研究发现，AB2O4是尖晶石氧化物的分子通式，分为正尖晶石结构与反尖晶石结构两种，具有n型半导体特性，可吸收铬元素。目前最为理想的尖晶石涂层为钴锰尖晶石涂层（(Mn，Co)3O4–MCO），它在阻挡铬元素挥发的同时还能抑制基体金属的氧化，在对钴锰尖晶石涂层的研究中，Mn1.5Co1.5O4成分比例的MCO研究的最为广泛；研究表明，此种比例的钴锰尖晶石涂层具有双相结构（包括立方体

MnCo2O4结构与正方体MnCo2O4结构），其在800℃下的电导率>60Scm–1。悬浮液浸涂法是制备这种涂层典型的方法之一，先将钴锰合金配制成悬浮液，然后通过两步（反应/氧化）反应烧结而成。然而这种方法会带来难以除净的有毒次生物，近来已有工作者采用电镀合金化的方法制备更加致密的尖晶石涂层也有很多工作者致力于调整MCO的化学成分来提高它的密度及导电性。来自PNNL的实验研究称，他们已经证实当向MCO涂层中添加少量（<1at.%）的稀土元素（如Ce）可显著改善涂层与基体金属的粘附性，这对涂层在长期服役时的稳定性至关重要。 (责任编辑：qin)