The skutterudite materials such as of Co0.94Ni0.06Sb3 are widely studied for their thermoelectrical properties, i.e., their ability to produce electricity from heat. They are generally employed under vacuum but their use under oxidative environments (e.g., in air) is currently becoming an attractive perspective for power generation and a major challenge for research. The nanostructuring of the skutterudite materials is known to be an efficient solution to enhance their thermoelectric properties but the corresponding impact on the oxidation behavior of the material is still not really explored. For that purpose, this work aims at studying the oxidation behavior of microstructured Co0.94Ni0.06Sb3 and nanostructured Co0.94Ni0.06Sb3 under a flow of air at 800 K for 15 h, 100 h and 1000 h. The formation of a surface oxide layer is observed for both samples. The results show that the surface layer is a mixture of several oxide phases in various amounts depending on the oxidation time and on the structuring scale of the material. Moreover, the nanostructured skutterudite material is less affected by oxidation than the microstructured one. Indeed, the nanostructuring promotes the formation of the spinel oxide CoSb2O4/CoO·Sb2O3 that provides a long-term oxidation protection to the skutterudite material. Consequently, Co0.94Ni0.06Sb3 is established to be a promising thermoelectric material usable under oxidative environments, particularly being nanostructured.

中文翻译：

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微结构和纳米结构 Co0.94Ni0.06Sb3 热电材料的氧化行为

方钴矿材料，例如 Co0.94Ni0.06Sb3，因其热电特性，即从热能发电的能力而被广泛研究。它们通常在真空下使用，但它们在氧化环境（例如，在空气中）下的使用目前正成为发电的一个有吸引力的观点和研究的主要挑战。已知方钴矿材料的纳米结构是提高其热电性能的有效解决方案，但对材料氧化行为的相应影响仍未真正探索。为此，本工作旨在研究微结构 Co0.94Ni0.06Sb3 和纳米结构 Co0.94Ni0.06Sb3 在 800 K 空气流下 15 小时、100 小时和 1000 小时的氧化行为。两个样品均观察到表面氧化层的形成。结果表明，根据氧化时间和材料的结构尺寸，表面层是不同数量的几种氧化物相的混合物。此外，纳米结构的方钴矿材料比微结构的材料受氧化的影响更小。事实上，纳米结构促进了尖晶石氧化物 CoSb2O4/CoO·Sb2O3 的形成，为方钴矿材料提供了长期的氧化保护。因此，Co0.94Ni0.06Sb3 被确立为一种有前途的热电材料，可用于氧化环境，特别是纳米结构。此外，纳米结构的方钴矿材料比微结构的材料受氧化的影响更小。事实上，纳米结构促进了尖晶石氧化物 CoSb2O4/CoO·Sb2O3 的形成，为方钴矿材料提供了长期的氧化保护。因此，Co0.94Ni0.06Sb3 被确立为一种有前途的热电材料，可用于氧化环境，特别是纳米结构。此外，纳米结构的方钴矿材料比微结构的材料受氧化的影响更小。事实上，纳米结构促进了尖晶石氧化物 CoSb2O4/CoO·Sb2O3 的形成，为方钴矿材料提供了长期的氧化保护。因此，Co0.94Ni0.06Sb3 被确立为一种有前途的热电材料，可用于氧化环境，特别是纳米结构。