Wiedemann-Franz law of Cu-coated carbon fiber

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作者
Hojoon Yi,Ji Yeon Kim,Hamza Zad Gul,Seungsu Kang,Giheon Kim,Eunji Sim,Hyunjin Ji,Jungwon Kim,Young Chul Choi,Won‐Seok Kim,Seong Chu Lim
出处
期刊:Carbon [Elsevier BV]
卷期号:162: 339-345 被引量:14
标识
DOI:10.1016/j.carbon.2020.02.062
摘要

We investigate the thermal and electrical conductivities of Cu-coated carbon fiber (Cu-CF), which is designed to reduce the weight of metal wires. The electrical and thermal properties of Cu-CF are assessed using the 3ω method. This material is formed by depositing a thin layer of Cu, approximately 100–200 nm thick, on a core of CF with a diameter of 7μm. This structure grants the wire metal-like electrical properties, i.e., a positive temperature coefficient of resistance (TCR), with phonon-driven heat conduction behavior. Therefore, metal-like electrical conduction and insulator-like thermal conduction are combined in the Cu-CF wire. Electrical conduction is completely dominated by the Cu layer regardless of temperature. In contrast, heat conduction is dominated by the inner-core CF near 300 K, but the Cu layer dominates at lower temperatures. Thus, the deviation of Lorenz number L of Cu-CF from its theoretical value of Lo = 2.44 × 10−8 W Ω/K2 increases as the Cu layer becomes thinner and the temperature increases.
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