Existe-t-il des matériaux connus pour être insonorisants mais thermiquement conducteurs?

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Y a-t-il des matériaux connus pour être insonorisants et thermiquement conducteurs?

Le coût n'est pas une préoccupation primordiale, mais coûte de préférence des «montants raisonnables» et beaucoup moins que les niveaux de dépenses de la défense nationale.

Il s'agit d'une expérience de pensée que je réfléchis à l'idée d'un boîtier d'ordinateur qui conduit la chaleur tout en isolant ou en atténuant tout le son à l'intérieur.

Il y a plusieurs trous dans l'idée lorsqu'elle est complètement formée concernant financièrement raisonnable, autorisant la circulation de l'air, etc., mais pour garder cette question étroite, je veux simplement rejeter toutes ces préoccupations pour l'expérience de pensée.

Je reconnais que conduire un type d'énergie tout en isolant les uns des autres n'est pas une chose simple. Le matériau le plus proche qui me vient à l'esprit est l'eau, mais ce n'est pas tout à fait exact car il conduit l'énergie cinétique (c'est-à-dire l'hydraulique). Il est mieux décrit comme agissant comme une sorte de filtre passe-bas.

Donc, si aucun matériau ne me vient à l'esprit, je serais intéressé d'entendre parler de quelque chose qui pourrait filtrer le son très efficacement tout en conduisant la chaleur également.

J'aimerais mettre le qualificatif que le matériau est un solide, mais je serais vraiment intéressé par n'importe quel matériau avec ces propriétés juste parce que je crois (peut-être à tort?) Qu'il y en a probablement un très petit nombre. Encore une fois, ne pensez pas en termes de concept d'objectif que j'ai mentionné concernant un boîtier d'ordinateur, ce n'est qu'un pas vers cette expérience de pensée (ce qui n'est probablement pas raisonnable, sinon des produits seraient actuellement sur le marché qui en fournissent).

materials thermal-conduction sound-isolation

— Jimmy Hoffa
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Le refroidissement par convection forcée ne dépendrait pas du matériau du boîtier.

— Nick Alexeev

L'eau est un excellent «conducteur sonique». L'atténuation est inférieure d'un ordre de grandeur à celle de l'air à la plupart des fréquences et températures ( référence ).

— Chris Mueller

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Matière à réflexion - le bois massif conduit beaucoup mieux que l'air, mais une porte en bois bloque le son lorsqu'elle est fermée; AFAIK le mécanisme exact est la réflexion sur la frontière entre l'air et le bois, et la réflexion interne à l'intérieur de la porte. Peut-être que des couches de deux matériaux qui conduisent la chaleur mais ont des vitesses de son très différentes feront ce que vous voulez?

— Peteris

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Je peux penser à quelques façons possibles d'aborder cela.

La première chose à considérer est probablement la conception du boîtier lui-même. Ils sont généralement constitués de panneaux plats minces rivetés à un cadre. Dans ce genre de situation, vous pouvez tirer de nombreux avantages de l'utilisation d'une quantité relativement faible de matériau insonorisant. Cette approche est largement utilisée sur les panneaux de carrosserie automobile et présente l'avantage qu'une bande assez petite peut réduire la capacité du panneau à transmettre le son de manière significative et peut être aussi simple qu'un feutre imprégné de bitume.

Des films ou des revêtements relativement minces peuvent également avoir un effet significatif sur la réponse acoustique sans fournir beaucoup d'isolation thermique.

De même, il y a probablement beaucoup de potentiel à augmenter l'amortissement de toute la structure du boîtier, par exemple en utilisant des joints en caoutchouc ou des entretoises au niveau des joints métal à métal.

D'une manière plus générale, il est souvent utile de penser non pas tant en termes d'isolation acoustique qu'en tant que propriété générale d'un matériau, mais d'examiner la manière dont la structure dans son ensemble réagit aux fréquences de vibration auxquelles elle est soumise et de la `` régler ''. pour répondre comme vous le souhaitez en ajustant sa masse, sa rigidité et son amortissement afin que sa fréquence de résonance soit aussi éloignée que possible de la fréquence d'excitation.

Donc, dans l'ensemble, je conseillerais de regarder le comportement dynamique de l'affaire dans son ensemble plutôt que juste un matériau spécifique.

Cela dit, il existe quelques documents qui méritent d'être examinés. L'aluminium et le cuivre (en particulier à haute pureté) ont une excellente conductivité thermique et sont assez détrempés dans leurs propriétés mécaniques, la fonte a également des caractéristiques d'amortissement des vibrations particulièrement bonnes ainsi qu'une conductivité thermique raisonnable (et j'aimerais voir un PC en fonte Cas).

Il peut également être utile d'envisager les composites. La fibre de carbone a le potentiel pour une bonne conductivité thermique et il peut être intéressant d'étudier les résines remplies d'aluminium et celles-ci peuvent donner un peu plus de flexibilité dans le réglage de la structure du boîtier pour obtenir la meilleure réponse acoustique.

Une autre approche possible pourrait être de prendre en sandwich un gel ou une poudre entre deux feuilles d'aluminium ou de cuivre. Il y a également eu des expériences de submersion complète d'un système informatique dans l'huile qui fournirait à la fois un amortissement acoustique et un refroidissement par convection.

— Chris Johns
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L'approche gel-entre-métaux est celle que j'avais réfléchie .. quel serait un matériau gel à utiliser? La fonte est également venue à l'esprit. Au départ j'avais pensé à utiliser de l'eau entre 2 feuilles de métal mais le risque de fuites-frites-tout met en pause la sécurité d'une telle approche, gel par contre ... Je ne connais rien aux matériaux disponibles. Je me demande si les trucs qu'ils utilisent dans les packs de glace seraient une bonne idée? Hmm ..

— Jimmy Hoffa

Une possibilité est quelque chose comme la pâte thermique utilisée pour interfacer les dissipateurs thermiques et les refroidisseurs aux processeurs. Il existe différents types disponibles et la version à ruban auto-adhésif, si elle est utilisée pour stratifier deux feuilles d'aluminium ensemble, pourrait fonctionner. Une alternative pourrait être de préparer une pâte à partir de poudre d'aluminium avec une sorte de liant liquide.

— Chris Johns

L'idée du gel entre les métaux est disponible dans le commerce, les ingénieurs l'appellent acier silencieux et se compose de deux couches de tôle collées ensemble avec une couche de matériau caoutchouteux entre elles. l'idée de coller un morceau de feutre imbibé de goudron à l'intérieur du mur est moins chère; cela se fait dans les appareils de cuisine haut de gamme comme les lave-vaisselle.

— niels nielsen

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Les deux premières choses qui me viennent à l'esprit sont les «laines» métalliques (par ex. La laine d'acier / les «tampons à récurer» en acier inoxydable) ou les mousses de carbone.

Les laines métalliques fourniront une isolation thermique minimale (la conduite des brins métalliques, les entrefers isolent, donc ils s'équilibrent principalement), mais une grande quantité d'amortissement des vibrations «masse molle».
Mousses de carbone / aérogels / quoi d'autre: les aérogels sont des matériaux d'amortissement du son très efficaces, mais ils sont également assez isolants. Les mousses à base de carbone (c'est-à-dire faire un gel / mousse organique, puis cémenter dans un four à atmosphère réductrice) pourraient être facilement fabriquées avec une plus grande taille de pore en utilisant des procédés de lyophilisation pour aider à abaisser l'isolation thermique, sans réduire trop les propriétés acoustiques .

Une réflexion après coup: vous pouvez également utiliser un composite de type vinyle / fibre de carbone (peut-être rempli d'alumine pour une conductivité thermique améliorée) pour créer un panneau quelque peu flexible (quoique un peu cher) pour construire votre boîtier d'ordinateur. La flexibilité du panneau devrait bien fonctionner pour amortir de nombreuses vibrations et absorber l'énergie (en particulier en ne `` buzzant '' pas autant que les panneaux se rencontrent, ou lorsque des ventilateurs / disques durs bruyants sont montés sur les panneaux).

— Robherc KV5ROB
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La laine d'acier est une idée intéressante à laquelle je n'avais pas pensé! Cela a l'avantage supplémentaire d'être naturellement poreux, donc je n'aurais pas vraiment besoin d'aérations indépendantes aussi ... Je pourrais utiliser un cadre et fabriquer un sac en laine d'acier scellé efficacement autour de tout le cadre avec de nombreuses couches épaisses de laine d'acier. .. Cela filtrerait à la fois l'air et ne nécessiterait aucune ventilation individuelle, de sorte que le son de l'admission et de l'échappement d'air serait diffusé dans l'ensemble, ce qui atténuerait probablement le son et refroidirait l'air. C'est une pensée très intéressante! Merci!

— Jimmy Hoffa

et si je réfléchis bien, je pourrais prendre tout cela, le placer dans un boîtier en aluminium ou autre avec un espace tampon de 3 "tout autour (y compris en dessous pour qu'il flotte au centre) et avoir des trous d'admission / d'échappement ( pas des écrans) en cela, et tout cela agirait comme un silencieux pour l'admission et l'échappement d'air ...

— Jimmy Hoffa

Avec cette approche, vous rencontriez le problème de la recirculation de l'air à travers les «couches épaisses» de laine d'acier. Si vous vouliez rendre une telle approche pratique, vous auriez besoin d'avoir une section distincte dans votre "boîte extérieure" pour l'admission / échappement d'air, puis faire en sorte que l'admission ou l'échappement de la boîte intérieure (en sac de laine) communique directement avec la boîte extérieure, protégé contre le flux d'air opposé à travers le reste de la boîte intérieure. Cependant, une fois scellé à l'écart du flux opposé, vous pouvez également le dérouter avec de la laine pour l'absorption acoustique et la filtration.

— Robherc KV5ROB

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Étant donné que presque tout le son (à l'exception des haut-parleurs eux-mêmes) provient des ventilateurs de refroidissement, il sera très difficile de bloquer le son tout en permettant la circulation de l'air d'échappement. Vous aurez besoin d'un système de refroidissement différent et coûteux.

Le disque dur le plus bruyant est probablement celui qui, s'il est bien chauffé, peut être recouvert localement d'un matériau absorbant le son (ou passer à un disque SSD à certains frais).

En résumé: il vaut mieux éliminer les sources sonores que d’essayer après coup d’améliorer le problème.

— Carl Witthoft
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comme je l'ai dit pour commencer, il s'agit plus d'une expérience de pensée. Je trouve intéressant d'essayer de réfléchir à de nouvelles approches aux problèmes courants. Problème courant aujourd'hui: les ordinateurs sont bruyants. Je suis bien conscient de la myriade de solutions typiques, mais cette question est basée sur l'attaque du problème à partir d'une position de: à quoi n'ai-je pas lu ou pensé auparavant? La mention ci-dessus de feuilles de métal avec un gel entre elles évoque une pensée intéressante! Imaginez que votre boîtier soit rempli de ventilateurs, mais votre boîtier est composé de 2 cubes en fonte imbriqués de gel entre eux?

— Jimmy Hoffa

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"Imaginez que votre étui soit rempli de ventilateurs, mais votre étui est composé de 2 cubes en fonte imbriqués de gel entre eux?" alors tant que vous avez des silencieux appropriés sur le flux d'air entrant et sortant, vous devriez être bien quelle que soit la conductivité thermique du gel. D'un autre côté, si vous bloquez le flux d'air, votre ordinateur surchauffera probablement même si votre gel était parfaitement unobtainium thermiquement conducteur. Les ordinateurs (au moins les ordinateurs de bureau et les ordinateurs portables ordinaires) sont refroidis par échange d'air, et non par condution du boîtier.

— Peter Green

"Imaginez un boîtier sphérique avec une distribution uniforme de fans ..."

— Carl Witthoft

@PeterGreen donc vous pensez qu'un silencieux pourrait être un atout précieux? Je me rends compte que le flux d'air est l'un des plus gros problèmes, mais j'avais l'intention de repousser les questions sur la gestion de cela à une question distincte pour garder celle-ci étroite et la suivante également.

— Jimmy Hoffa

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Si le disque dur était remplacé par un disque SSD et que le dissipateur thermique de la puce CPU était agrandi et externalisé, il serait possible d'avoir un ordinateur silencieux qui refroidirait directement dans l'atmosphère ou pourrait être refroidi par d'autres moyens.

Actuellement, un dissipateur thermique est attaché à une puce CPU et tout cela est contenu dans le boîtier de l'ordinateur, que ce soit un ordinateur portable ou un ordinateur de bureau. Pour refroidir le dissipateur de chaleur, les ventilateurs sont placés dans le boîtier de l'ordinateur pour fournir un flux d'air sur le dissipateur de chaleur.

Si l'un des panneaux plus grands du boîtier de l'ordinateur faisait office de dissipateur de chaleur, il pouvait être connecté à la puce CPU via des conducteurs thermiques et la chaleur produite par la puce CPU attirée et rayonnée dans l'atmosphère ou refroidie par d'autres moyens, tels qu'un gilet de sauvetage. Cela éliminerait le besoin de ventilateurs de refroidissement bruyants.

De plus, le remplacement du disque dur produisant du bruit par des disques SSD silencieux éliminerait l'autre source principale de bruit produite par les ordinateurs.

— Fred
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Bien qu'il ne s'agisse pas d'un matériau singulier et d'une approximation très grossière du concept, une telle approche ne laisserait-elle pas passer plus de chaleur que de son?

— John Don Key DeMayo
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Je pense que cela s'apparente à l'idée que d'autres ont mentionnée et que j'aurais dû réaliser auparavant: un silencieux existe précisément pour cette raison. Avez-vous déjà entendu une voiture sans voiture ?

— Jimmy Hoffa