Czy znane są materiały izolujące dźwięk, ale przewodzące ciepło?

Czy znane są materiały izolujące dźwięk i przewodzące ciepło?

Koszt nie jest nadrzędnym problemem, ale najlepiej kosztuje „rozsądne kwoty” i znacznie mniej niż poziomy wydatków na obronę narodową.

To eksperyment myślowy, nad którym zastanawiam się nad ideą obudowy komputera, która przewodzi ciepło, izolując lub tłumiąc cały dźwięk w środku.

Pomysł jest w pełni sformułowany, gdy jest w pełni sformułowany pod względem finansowym, pozwalając na przepływ powietrza itp., Ale aby zawęzić to pytanie, chcę po prostu odrzucić wszystkie obawy związane z eksperymentem myślowym.

Rozumiem, że przewodzenie jednego rodzaju energii podczas izolowania od drugiego nie jest rzeczą prostą. Najbliższym materiałem, który przychodzi na myśl, jest woda, ale nie jest to całkowicie dokładne, ponieważ przewodzi energię kinetyczną (tj. Hydraulikę). Lepiej jest to opisać jako rodzaj filtra dolnoprzepustowego.

Więc jeśli nie przychodzą mi na myśl żadne materiały, chciałbym usłyszeć o czymś, co mogłoby bardzo skutecznie filtrować dźwięk, jednocześnie przewodząc ciepło.

Chciałbym umieścić kwalifikator, że materiał jest bryłą, ale byłbym naprawdę zainteresowany każdym materiałem o tych właściwościach tylko dlatego, że wierzę (być może niesłusznie?), Że prawdopodobnie jest ich bardzo niewielka liczba. Ponownie, nie myśl w kategoriach koncepcji celu, o której wspomniałem w odniesieniu do obudowy komputera, jest to tylko jeden krok w kierunku tego eksperymentu myślowego (który prawdopodobnie nie jest rozsądny, bo w przeciwnym razie produkty będą dostępne na rynku, które to zapewniają).

Mogę wymyślić kilka możliwych sposobów podejścia do tego.

Prawdopodobnie pierwszą rzeczą do obejrzenia jest sama konstrukcja obudowy. Zwykle składają się z cienkich, płaskich paneli nitowanych do ramy. W takiej sytuacji możesz czerpać wiele korzyści ze stosowania stosunkowo niewielkiej ilości materiału tłumiącego dźwięk. Takie podejście jest szeroko stosowane w samochodowych panelach karoserii i ma tę zaletę, że dość mały pasek może znacznie zmniejszyć zdolność panelu do przenoszenia dźwięku i może być tak prosty jak filc impregnowany bitumem.

Również stosunkowo cienkie folie lub powłoki mogą mieć znaczący wpływ na odpowiedź akustyczną bez zapewnienia dużej izolacji termicznej.

Podobnie prawdopodobnie istnieje duży potencjał zwiększenia tłumienia całej konstrukcji obudowy, na przykład poprzez zastosowanie gumowych uszczelek lub przekładek w połączeniach metal-metal.

Mówiąc bardziej ogólnie, często przydatne jest nie tyle myślenie o izolacji akustycznej, co ogólna właściwość materiału, ale przyjrzenie się, w jaki sposób struktura jako całość reaguje na częstotliwości drgań, na które jest narażona, i „dostraja” ją reagować tak, jak chcesz, dostosowując jego masę, sztywność i tłumienie, tak aby częstotliwość rezonansowa była jak najdalej od częstotliwości wzbudzenia.

Ogólnie rzecz biorąc, radziłbym spojrzeć na dynamiczne zachowanie obudowy jako całości, a nie tylko na konkretny materiał.

Powiedziawszy, że jest kilka materiałów, które warto rozważyć. Aluminium i miedź (zwłaszcza o wysokiej czystości) mają doskonałą przewodność cieplną i są dość „rozmoczone” w swoich właściwościach mechanicznych, również żeliwo ma szczególnie dobre właściwości tłumienia drgań, a także rozsądną przewodność cieplną (i chciałbym zobaczyć żeliwne PC walizka).

Warto też rozważyć kompozyty. Włókno węglowe ma potencjał dobrego przewodnictwa cieplnego i być może warto zbadać żywice wypełnione aluminium, które mogą dać nieco większą elastyczność w dostosowywaniu struktury obudowy, aby uzyskać najlepszą odpowiedź akustyczną.

Innym możliwym podejściem może być umieszczenie żelu lub proszku między dwoma arkuszami aluminium lub miedzi. Przeprowadzono również eksperymenty z całkowitym zanurzeniem systemu komputerowego w oleju, który zapewniłby zarówno tłumienie akustyczne, jak i chłodzenie konwekcyjne.

Pierwsze dwie rzeczy, które przychodzą na myśl, to metalowe „wełny” (np. „Podkładki” z wełny stalowej / ze stali nierdzewnej) lub pianki węglowe.

• Wełny metalowe zapewnią minimalną izolację termiczną (metalowe pasma przewodzą, szczeliny powietrzne izolują, więc głównie się równoważą), ale dużą ilość tłumiących wibracje „wiotkich” mas.

• Pianki węglowe / aerożele / co nie: aerożele są bardzo skutecznymi materiałami tłumiącymi dźwięk, ale są również dość izolacyjne. Pianki na bazie węgla (tj. Wytwarzają organiczny żel / pianę, a następnie nawęglają w piecu z atmosferą redukującą) można łatwo wytworzyć przy większych rozmiarach porów, stosując procesy suszenia sublimacyjnego, aby obniżyć izolację termiczną, bez zbytniego zmniejszania właściwości akustycznych .

Podsumowanie: Możesz również użyć kompozytu typu winyl / włókno węglowe (być może wypełnionego tlenkiem glinu dla lepszego przewodnictwa cieplnego), aby stworzyć nieco elastyczny (choć nieco drogi) panel do budowy komputera. Elastyczność paneli powinna dobrze działać w celu tłumienia wielu wibracji i pochłaniania energii (zwłaszcza przez to, że nie „brzęczy” tak bardzo, gdy spotykają się panele lub gdzie głośne wentylatory / dyski twarde są montowane na panelach).

Ponieważ prawie cały dźwięk (oprócz samych głośników) pochodzi z wentylatorów chłodzących, bardzo trudno będzie zablokować dźwięk, umożliwiając jednocześnie przepływ powietrza wywiewanego. Potrzebny będzie inny, drogi system chłodzenia.

Prawdopodobnie kolejnym najbardziej hałaśliwym jest dysk twardy, który, jeśli dobrze pochłonięty przez ciepło, mógłby zostać pokryty lokalnie materiałem pochłaniającym dźwięk (lub przejść na dysk SSD za wszelką cenę).

Podsumowując: znacznie lepiej jest wyeliminować źródła dźwięku niż starać się po tym, jak rozwiązać problem.

Gdyby dysk twardy został zastąpiony dyskiem półprzewodnikowym, a radiator procesora zostałby powiększony i uzewnętrzniony, możliwe byłoby posiadanie cichego komputera, który chłodziłby bezpośrednio do atmosfery lub mógłby być chłodzony w inny sposób.

Obecnie radiator jest przymocowany do układu procesora, a wszystko to znajduje się w obudowie komputera, niezależnie od tego, czy jest to laptop, czy komputer stacjonarny. Aby schłodzić radiator, wentylatory są umieszczone w obudowie komputera w celu zapewnienia przepływu powietrza nad radiatorem.

Jeśli jeden z większych paneli obudowy komputera działałby jak radiator, mógłby zostać podłączony do mikroprocesora za pomocą przewodników cieplnych, a ciepło wytwarzane przez mikroprocesor odciągane i promieniowane do atmosfery lub chłodzone w inny sposób, np. kurtka wodna. Wyeliminowałoby to potrzebę głośnych wentylatorów chłodzących.

Ponadto zastąpienie wytwarzającego hałas dysku twardego cichymi dyskami półprzewodnikowymi wyeliminowałoby inne główne źródło hałasu wytwarzanego przez komputery.

Chociaż nie jest to pojedynczy materiał i bardzo przybliżone przybliżenie koncepcji, czy takie podejście nie pozwoliłoby na przejście większej ilości ciepła niż dźwięku?