Есть ли какие-либо материалы, которые известны как звукоизоляционные, но теплопроводящие?

Существуют ли материалы, которые известны как звукоизоляционные, так и теплопроводящие?

Стоимость не является первостепенной проблемой, но желательно, чтобы она стоила «разумных сумм» и намного меньше, чем уровни расходов на оборону страны.

Это мысленный эксперимент, который я размышляю над идеей компьютерного корпуса, который проводит тепло, изолируя или подавляя весь звук внутри.

В этой идее есть множество дыр, когда они полностью сформированы с точки зрения финансовой целесообразности, возможности воздушного потока и т. Д., Но чтобы не сужать этот вопрос, я хочу просто отбросить все эти проблемы для мысленного эксперимента.

Я признаю, что проведение одного типа энергии в то время как изоляция от другого не является прямой вещью. Самый близкий материал, который приходит на ум, это вода, но она не совсем точна, потому что она проводит кинетическую энергию (то есть гидравлику). Это лучше описать как нечто вроде фильтра нижних частот.

Поэтому, если в голову не приходят никакие материалы, мне было бы интересно услышать о чем-то, что могло бы очень эффективно фильтровать звук при теплопроводности.

Я хотел бы указать, что материал является твердым, но я действительно заинтересован в любом материале с этими свойствами только потому, что я верю (возможно, неправильно?), Что их, вероятно, очень мало. Опять же, не думайте с точки зрения концепции цели, которую я упомянул в отношении случая с компьютером, это всего лишь один шаг к этому мысленному эксперименту (который, вероятно, нецелесообразен, иначе на рынке сейчас есть продукты, которые предоставляют такую ​​возможность).

Я могу придумать несколько возможных способов подойти к этому.

Наверное, первое, на что стоит обратить внимание, это дизайн самого корпуса. Как правило, они состоят из тонких плоских панелей, приклепанных к раме. В такой ситуации вы можете получить много пользы от использования относительно небольшого количества звукопоглощающего материала. Этот подход широко используется на автомобильных панелях кузова и имеет то преимущество, что довольно маленькая полоса может значительно снизить способность панели передавать звук и может быть такой же простой, как пропитанный битумом войлок.

Также относительно тонкие пленки или покрытия могут оказывать существенное влияние на акустический отклик, не обеспечивая значительной теплоизоляции.

Подобным образом, вероятно, существует большой потенциал в увеличении демпфирования всей конструкции корпуса, например, с помощью резиновых прокладок или прокладок в соединениях металл-металл.

В более общих терминах часто полезно думать не столько о звукоизоляции, сколько об общих свойствах материала, а о том, как структура в целом реагирует на частоты колебаний, которым она подвержена, и «настраивать» ее. реагировать так, как вы хотите, регулируя его массу, жесткость и демпфирование так, чтобы его резонансная частота была как можно дальше от частоты возбуждения.

Поэтому в целом я бы посоветовал взглянуть на динамическое поведение дела в целом, а не только на конкретный материал.

Сказав, что есть несколько материалов, которые стоит рассмотреть. Алюминий и медь (особенно высокой степени чистоты) имеют отличную теплопроводность и довольно «сыры» по своим механическим свойствам, также чугун обладает особенно хорошими характеристиками демпфирования вибраций, а также разумной теплопроводностью (и я хотел бы увидеть чугунный ПК кейс).

Также может быть стоит рассмотреть композиты. Углеродное волокно обладает потенциалом хорошей теплопроводности, и, возможно, стоит изучить смолы, наполненные алюминием, и это может дать немного больше гибкости при настройке структуры корпуса для получения наилучшего акустического отклика.

Другой возможный подход может заключаться в том, чтобы поместить гель или порошок между двумя листами алюминия или меди. Были также эксперименты по полному погружению компьютерной системы в масло, которое обеспечивало бы как акустическое демпфирование, так и конвективное охлаждение.

Первая пара вещей, которые приходят на ум, - это металлические «шерсти» (например, стружка из нержавеющей стали / нержавеющая сталь) или карбоновые пены.

• Металлическая вата обеспечит минимальную теплоизоляцию (проводники из металлических прядей, воздушные зазоры изолируют, поэтому он в основном уравновешивается), но большое количество демпфирующих вибраций «ослабляет массу».

• Углеродные пены / аэрогели / что нет: аэрогели являются очень эффективными звукопоглощающими материалами, но также являются достаточно изоляционными. Пены на основе углерода (то есть, чтобы получить органический гель / пену, а затем науглероживать в печи с восстановительной атмосферой) можно легко получить с большим размером пор, используя процессы сушки вымораживанием, чтобы помочь снизить теплоизоляцию, не слишком сильно снижая акустические свойства. ,

Запоздалая мысль: Вы также можете использовать композит типа винил / углерод-волокно (возможно, заполненный глиноземом для повышения теплопроводности), чтобы сделать несколько гибкую (хотя и немного дорогую) панель для изготовления вашего компьютерного блока. Гибкость панели должна хорошо работать для демпфирования многих вибраций и поглощения энергии (особенно за счет того, что не «гудит» так сильно, где встречаются панели или где на панели монтируются шумные вентиляторы / жесткие диски).

Поскольку почти весь звук (кроме самих динамиков) исходит из охлаждающих вентиляторов, будет очень сложно заблокировать звук, допуская приток вытяжного воздуха. Вам понадобится другая, дорогая система охлаждения.

Вероятно, следующим самым шумным является жесткий диск, который, если он хорошо погружен в тепло, может быть локально покрыт звукопоглощающим материалом (или переключиться на полностью твердотельный накопитель за небольшую плату).

В итоге: вам гораздо лучше устранить источники звука, чем постфактум решить проблему.

Если бы жесткий диск был заменен твердотельным накопителем, а радиатор для чипа ЦП был увеличен и выведен наружу, можно было бы иметь бесшумный компьютер, который непосредственно охлаждался до атмосферы или мог охлаждаться другими средствами.

В настоящее время радиатор подключен к чипу процессора, и все это содержится в корпусе компьютера, будь то ноутбук или настольный компьютер. Для охлаждения радиатора вентиляторы размещены в корпусе компьютера для обеспечения воздушного потока через радиатор.

Если одна из больших панелей корпуса компьютера будет служить теплоотводом, она может быть подключена к микросхеме ЦП через тепловые проводники, а тепло, выделяемое микросхемой ЦП, отводится и излучается в атмосферу или охлаждается другими средствами, такими как водная рубашка. Это устранит необходимость в шумных охлаждающих вентиляторах.

Кроме того, замена жесткого диска, производящего шум, на бесшумные твердотельные диски устранит другой основной источник шума, производимый компьютерами.

Будучи не единственным материалом, а очень грубым приближением концепции, разве такой подход не позволил бы пропустить больше тепла, чем звука?