Gibt es Materialien, von denen bekannt ist, dass sie schallisolierend, aber wärmeleitend sind?

Gibt es Materialien, die bekanntermaßen sowohl schallisolierend als auch wärmeleitend sind?

Die Kosten sind kein übergeordnetes Anliegen, sondern kosten vorzugsweise "angemessene Beträge" und viel weniger als die nationalen Verteidigungsausgaben.

Dies ist ein Gedankenexperiment, über das ich mir Gedanken über die Idee eines Computergehäuses mache, das Wärme leitet und gleichzeitig den gesamten Klang im Inneren isoliert oder dämpft.

Es gibt mehrere Lücken in der Idee, wenn sie finanziell angemessen sind, Luftstrom usw. zulassen, aber um diese Frage eng zu halten, möchte ich all diese Bedenken für das Gedankenexperiment einfach verwerfen.

Ich erkenne, dass es nicht einfach ist, eine Art von Energie zu leiten, während man sich gegen eine andere isoliert. Das am nächsten kommende Material ist Wasser, aber das ist nicht ganz genau, weil es kinetische Energie (dh Hydraulik) leitet. Es wird besser als eine Art Tiefpassfilter beschrieben.

Wenn mir also keine Materialien in den Sinn kommen, würde ich gerne etwas hören, das Geräusche sehr effektiv filtern und gleichzeitig Wärme leiten könnte.

Ich möchte das Qualifikationsmerkmal setzen, dass das Material ein Feststoff ist, aber ich würde mich wirklich für jedes Material mit diesen Eigenschaften interessieren, nur weil ich glaube (vielleicht zu Unrecht?), Dass es wahrscheinlich eine sehr kleine Anzahl von ihnen gibt. Denken Sie auch hier nicht an das von mir erwähnte Zielkonzept für ein Computergehäuse. Dies ist nur ein Schritt in Richtung dieses Gedankenexperiments (was wahrscheinlich nicht sinnvoll ist, da sonst Produkte auf dem Markt sind, die dies bieten).

Ich kann mir ein paar Möglichkeiten überlegen, wie ich das angehen könnte.

Wahrscheinlich ist das erste, was zu betrachten ist, das Design des Gehäuses selbst. Sie bestehen im Allgemeinen aus dünnen, flachen Paneelen, die an einen Rahmen genietet sind. In einer solchen Situation kann die Verwendung einer relativ geringen Menge schalldämpfenden Materials große Vorteile bringen. Dieser Ansatz ist bei Karosserieteilen für Kraftfahrzeuge weit verbreitet und hat den Vorteil, dass ein ziemlich kleiner Streifen die Fähigkeit des Paneels, Schall zu übertragen, erheblich verringern und so einfach wie mit Bitumen imprägnierter Filz sein kann.

Auch relativ dünne Filme oder Beschichtungen können die akustische Reaktion ohne große Wärmedämmung erheblich beeinflussen.

In ähnlicher Weise besteht wahrscheinlich ein großes Potenzial zur Erhöhung der Dämpfung der gesamten Gehäusestruktur, beispielsweise durch Verwendung von Gummidichtungen oder Abstandhaltern an Metall-Metall-Verbindungen.

Allgemeiner ausgedrückt ist es oft nützlich, nicht so sehr an die Schalldämmung als an eine allgemeine Materialeigenschaft zu denken, sondern zu untersuchen, wie die gesamte Struktur auf die Schwingungsfrequenzen reagiert, denen sie ausgesetzt ist, und sie abzustimmen um so zu reagieren, wie Sie es möchten, indem Sie seine Masse, Steifigkeit und Dämpfung so einstellen, dass seine Resonanzfrequenz so weit wie möglich von der Erregerfrequenz entfernt ist.

Insgesamt würde ich empfehlen, das dynamische Verhalten des gesamten Falls zu betrachten und nicht nur ein bestimmtes Material.

Allerdings gibt es ein paar Materialien, die eine Überlegung wert sind. Aluminium und Kupfer (insbesondere in hoher Reinheit) haben eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit und sind in ihren mechanischen Eigenschaften ziemlich "feucht", auch Gusseisen hat besonders gute Schwingungsdämpfungseigenschaften sowie eine angemessene Wärmeleitfähigkeit (und ich würde gerne einen Gusseisen-PC sehen) Fall).

Es kann sich auch lohnen, Verbundwerkstoffe in Betracht zu ziehen. Kohlenstofffasern haben das Potenzial für eine gute Wärmeleitfähigkeit, und es kann sich lohnen, mit Aluminium gefüllte Harze zu untersuchen. Diese bieten möglicherweise mehr Flexibilität bei der Anpassung der Gehäusestruktur, um die beste akustische Reaktion zu erzielen.

Ein anderer möglicher Ansatz könnte darin bestehen, ein Gel oder Pulver zwischen zwei Aluminium- oder Kupferplatten einzuschichten. Es hat auch Versuche gegeben, ein Computersystem vollständig in Öl einzutauchen, was sowohl eine akustische Dämpfung als auch eine konvektive Kühlung bewirken würde.

Die ersten Dinge, die mir in den Sinn kommen, sind metallische „Wolle“ (z. B. Stahlwolle / Edelstahl-Scheuerschwämme) oder Kohlenstoffschäume.

• Metallwolle sorgt für eine minimale Wärmeisolation (Metalllitzen leiten, Luftspalte isolieren, sodass sie sich größtenteils ausgleicht), aber eine große Menge vibrationsdämpfender „schlaffer Masse“.

• Kohlenstoffschäume / Aerogele / was nicht: Aerogele sind sehr wirksame schalldämpfende Materialien, aber auch ziemlich isolierend. Auf Kohlenstoff basierende Schäume (dh ein organisches Gel / Schaum herstellen und dann in einem Ofen mit reduzierender Atmosphäre aufkohlen) könnten leicht mit einer größeren Porengröße unter Verwendung von Gefriertrocknungsverfahren hergestellt werden, um die Wärmedämmung zu verringern, ohne die akustischen Eigenschaften zu stark zu verringern .

Ein nachträglicher Gedanke: Sie können auch einen Verbundstoff vom Typ Vinyl / Kohlefaser (möglicherweise mit Aluminiumoxid gefüllt, um die Wärmeleitfähigkeit zu verbessern) verwenden, um ein etwas flexibles (wenn auch etwas teures) Panel für die Konstruktion Ihrer Computer-Box zu erstellen. Die Flexibilität des Panels sollte gut geeignet sein, um viele der Vibrationen zu dämpfen und die Energie zu absorbieren (insbesondere, wenn nicht so viel auf Panels trifft oder wenn laute Lüfter / Festplatten an Panels montiert sind).

Da fast alle Geräusche (abgesehen von den Lautsprechern selbst) von Kühlventilatoren stammen, wird es sehr schwierig sein, den Schall zu blockieren und gleichzeitig den Abluftstrom zuzulassen. Sie benötigen ein anderes, teures Kühlsystem.

Wahrscheinlich ist das nächste Geräusch die Festplatte, die bei guter Wärmeabgabe lokal mit schallabsorbierendem Material abgedeckt werden könnte (oder mit einigem Aufwand auf All-SSD umsteigen).

In der Summe: Sie sind weitaus besser in der Lage, Schallquellen zu eliminieren, als nachträglich zu versuchen, das Problem zu beheben.

Wenn das Festplattenlaufwerk durch ein Solid-State-Laufwerk ersetzt und der Kühlkörper für den CPU-Chip vergrößert und externisiert würde, wäre ein leiser Computer möglich, der direkt an die Atmosphäre abkühlt oder auf andere Weise gekühlt werden könnte.

Gegenwärtig ist ein Kühlkörper an einem CPU-Chip angebracht, und all dies ist im Computergehäuse enthalten, sei es ein Laptop oder ein Desktop. Um den Kühlkörper zu kühlen, sind Lüfter im Computergehäuse untergebracht, die einen Luftstrom über den Kühlkörper ermöglichen.

Wenn eine der größeren Platten des Computergehäuses als Wärmesenke fungierte, könnte sie über Wärmeleiter mit dem CPU-Chip verbunden und die vom CPU-Chip erzeugte Wärme abgeführt und an die Atmosphäre abgestrahlt oder auf andere Weise gekühlt werden, wie z Regenjacke. Dadurch werden keine lauten Lüfter benötigt.

Darüber hinaus würde das Ersetzen eines geräuscherzeugenden Festplattenlaufwerks durch ein geräuschloses Solid-State-Laufwerk die andere Hauptquelle für durch Computer erzeugte Geräusche beseitigen.

Wäre ein Ansatz wie dieser zwar kein singuläres Material und eine sehr grobe Annäherung an das Konzept, würde er jedoch nicht mehr Wärme als Schall durchlassen?