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

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).

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.

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).

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.

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.

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?