¿Hay algún material que se sepa que es aislante del sonido pero que es térmicamente conductor?

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¿Se sabe que hay materiales aislantes del sonido y térmicamente conductores?

El costo no es una preocupación primordial, pero preferiblemente cuesta "cantidades razonables" y mucho menos que los niveles de gasto de defensa nacional.

Este es un experimento mental que estoy considerando con respecto a la idea de una carcasa de computadora que conduce el calor mientras aísla o amortigua todo el sonido en el interior.

Hay múltiples agujeros en la idea cuando se forma por completo con respecto a lo financieramente razonable, lo que permite el flujo de aire, etc., pero para mantener esta pregunta limitada, solo quiero descartar todas esas preocupaciones para el experimento mental.

Reconozco que conducir un tipo de energía mientras aislar contra otro no es algo sencillo. El material más cercano que viene a la mente es el agua, pero eso no es completamente exacto porque conduce energía cinética (es decir, hidráulica). Se describe mejor como actuar como una especie de filtro de paso bajo.

Entonces, si no me vienen a la mente materiales, me interesaría escuchar algo que pueda filtrar el sonido de manera muy efectiva mientras conduce el calor.

Me gustaría poner el calificador de que el material es sólido, pero realmente me interesaría cualquier material con estas propiedades solo porque creo (¿quizás erróneamente?) Que probablemente haya un número muy pequeño de ellos. Nuevamente, no piense en términos del concepto de objetivo que mencioné con respecto a una caja de computadora, este es solo un paso hacia ese experimento de pensamiento (que probablemente no sea razonable, o de lo contrario los productos estarían en el mercado ahora mismo que lo proporcionan).

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— Jimmy Hoffa
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El enfriamiento por convección forzada no dependería del material de la caja.

— Nick Alexeev

El agua es un excelente 'conductor sónico'. La atenuación es más de un orden de magnitud menor que en el aire a la mayoría de las frecuencias y temperaturas ( referencia ).

— Chris Mueller

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Para pensar: las conducciones de madera sólida suenan mucho mejor que el aire, pero una puerta de madera bloquea el sonido cuando está cerrada; AFAIK el mecanismo exacto es la reflexión en el borde entre el aire y la madera, y la reflexión interna dentro de la puerta. ¿Quizás las capas de dos materiales que conducen el calor pero tienen velocidades de sonido muy diferentes harán lo que desea?

— Peteris

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Se me ocurren algunas formas posibles de abordar esto.

Probablemente lo primero que hay que tener en cuenta es el diseño de la carcasa en sí. Generalmente tienden a estar formados por paneles delgados y planos remachados a un marco. En este tipo de situación, puede obtener muchos beneficios del uso de una cantidad relativamente pequeña de material de amortiguación de sonido. Este enfoque se usa ampliamente en paneles de carrocería de automóviles y tiene la ventaja de que una tira bastante pequeña puede reducir la capacidad del panel para transmitir sonido de manera significativa y puede ser tan simple como el fieltro impregnado de betún.

También las películas o revestimientos relativamente delgados pueden tener un efecto significativo en la respuesta acústica sin proporcionar mucho aislamiento térmico.

Del mismo modo, es probable que exista un gran potencial para aumentar la amortiguación de toda la estructura de la carcasa, por ejemplo, mediante el uso de juntas de goma o espaciadores en las juntas de metal a metal.

En términos más generales, a menudo es útil pensar no tanto en términos de aislamiento acústico como una propiedad material general, sino observar la forma en que la estructura en su conjunto responde a las frecuencias de vibración a las que está sujeta y 'sintonizarla'. para responder de la manera que desee ajustando su masa, rigidez y amortiguación para que su frecuencia de resonancia esté lo más lejos posible de la frecuencia de excitación.

Así que, en general, recomendaría observar el comportamiento dinámico del caso en su conjunto en lugar de solo un material específico.

Dicho esto, hay algunos materiales que vale la pena considerar. El aluminio y el cobre (especialmente en alta pureza) tienen una excelente conductividad térmica y son bastante 'empapadas' en sus propiedades mecánicas, también el hierro fundido tiene características de amortiguación de vibraciones particularmente buenas, así como una conductividad térmica razonable (y me encantaría ver una PC de hierro fundido caso).

También puede valer la pena considerar los compuestos. La fibra de carbono tiene el potencial de una buena conductividad térmica y puede valer la pena investigar las resinas rellenas de aluminio y esto puede dar un poco más de flexibilidad para ajustar la estructura de la carcasa para obtener la mejor respuesta acústica.

Otro enfoque posible podría ser emparedar un gel o polvo entre dos láminas de aluminio o cobre. También se han realizado experimentos para sumergir completamente un sistema informático en aceite que proporcionaría amortiguación acústica y refrigeración convectiva.

— Chris Johns
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El enfoque de gel entre metales es uno en el que había reflexionado ... ¿cuál sería un material de gel para usar? También se le vino a la mente el hierro fundido. Inicialmente, pensé en usar agua entre 2 láminas de metal, pero el riesgo de fugas de papas fritas, todo da pausa a la seguridad de tal enfoque, gel por otro lado ... No sé nada sobre los materiales disponibles. Me pregunto si lo que usan en las bolsas de hielo sería un buen pensamiento. Hmm ..

— Jimmy Hoffa

Una posibilidad es algo así como la pasta térmica utilizada para conectar los disipadores térmicos y los enfriadores a los procesadores. Hay varios tipos diferentes disponibles y la versión de cinta autoadhesiva, si se usa para laminar dos láminas de aluminio juntas, podría funcionar. Una alternativa podría ser hacer una pasta con polvo de aluminio con algún tipo de aglutinante líquido.

— Chris Johns

La idea de gel entre metales está disponible comercialmente, los ingenieros lo llaman acero silencioso y consta de dos capas de chapa unidas entre sí con una capa de material de goma entre ellas. la idea de pegar un trozo de fieltro empapado de alquitrán en el interior de la pared es más barata; Esto se hace en electrodomésticos de cocina de alta gama como lavavajillas.

— niels nielsen

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Las primeras cosas que vienen a la mente son las 'lanas' metálicas (por ejemplo, 'estropajos' de lana de acero / acero inoxidable) o espumas de carbono.

Las lanas de metal proporcionarán un aislamiento térmico mínimo (conductos de hilos metálicos, aislamientos de espacios de aire, por lo que se equilibra principalmente), pero una gran cantidad de vibración amortigua la 'masa flácida'.
Espumas de carbono / aerogeles / qué no: los aerogeles son materiales muy eficaces para amortiguar el sonido, pero también son bastante aislantes. Las espumas a base de carbono (es decir, hacer un gel / espuma orgánica, luego carburar en un horno de atmósfera reductora) se podrían hacer fácilmente con un tamaño de poro más grande utilizando procesos de liofilización para ayudar a reducir el aislamiento térmico, sin reducir demasiado las propiedades acústicas .

Una idea de último momento: también podría usar un compuesto de tipo vinilo / fibra de carbono (tal vez lleno de alúmina para una conductividad térmica mejorada) para hacer un panel algo flexible (aunque un poco caro) para construir la caja de su computadora. La flexibilidad del panel debería funcionar bien para amortiguar muchas de las vibraciones y absorber la energía (especialmente al no "zumbar" tanto donde se encuentran los paneles, o donde se montan ventiladores / HDD ruidosos en los paneles).

— Robherc KV5ROB
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¡La lana de acero es una idea interesante en la que no había pensado! Eso tiene el beneficio adicional de ser naturalmente poroso, por lo que en realidad no necesitaría salidas de aire independientes también ... Podría usar un marco y hacer una bolsa sellada de lana de acero alrededor de todo el marco con muchas capas gruesas de lana de acero. .. Esto filtraría el aire y requeriría cero salidas de aire individuales, por lo que el sonido de la entrada y el escape de aire se difundiría por todo el elemento, lo que probablemente amortiguaría aún más el sonido y enfriaría el aire. Este es un pensamiento muy interesante! ¡Gracias!

— Jimmy Hoffa

y si lo pienso bien, podría tomar todo eso, colocarlo en una caja de aluminio u otro con un espacio de amortiguación de 3 "a su alrededor (incluso debajo para que esté flotando en el centro) y tener orificios de admisión / escape ( no pantallas) en eso, y todo eso actuaría como un silenciador para la entrada y el escape de aire ...

— Jimmy Hoffa

Con ese enfoque, te encontrarás con el problema de la recirculación del aire a través de las 'capas gruesas' de lana de acero. Si desea que este enfoque sea práctico, necesitaría tener una sección separada en su "caja externa" para la entrada / salida de aire, luego hacer que la entrada o la salida de la caja interna (en bolsas de lana) se comuniquen directamente con la caja externa, protegido del aire de flujo opuesto a través del resto de la caja interior. Sin embargo, una vez sellado lejos del flujo opuesto, también se puede confundir ese flujo con lana para absorción de sonido y filtración.

— Robherc KV5ROB

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Dado que casi todo el sonido (aparte de los altavoces) se origina en ventiladores de refrigeración, será realmente difícil bloquear el sonido y permitir el flujo de aire de escape. Necesitará un sistema de enfriamiento diferente y costoso.

Probablemente el siguiente más ruidoso sea el disco duro, que si se calienta bien, podría cubrirse localmente con material absorbente de sonido (o cambiar a SSD a todo costo).

En resumen: es mucho mejor eliminar las fuentes de sonido que tratar de mejorar el problema.

— Carl Witthoft
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Sin embargo, como dije para comenzar, este es más un experimento mental. Me parece interesante intentar pensar en enfoques novedosos para problemas comunes. El problema común de hoy: las computadoras son ruidosas. Soy consciente de la gran cantidad de soluciones típicas, pero esta pregunta se basa en atacar el problema desde una postura de: ¿Qué no he leído o pensado antes? ¡La mención anterior de láminas de metal con un gel entre ellas habla de un pensamiento interesante! ¿Imagina que su caja está cargada de ventiladores, pero su caja es de 2 cubos de hierro fundido anidados con gel entre ellos?

— Jimmy Hoffa

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"¿Imagina que su caja está cargada de ventiladores, pero su caja es de 2 cubos de hierro fundido anidados con gel entre ellos?" entonces, siempre que tenga silenciadores apropiados en el flujo de aire dentro y fuera, debe estar bien independientemente de la conductividad térmica del gel. Por otro lado, si bloquea el flujo de aire, es probable que su computadora se sobrecaliente incluso si su gel era perfectamente transparente térmicamente conductor. Las computadoras (al menos las computadoras de escritorio y las computadoras portátiles normales) se enfrían a través del intercambio de aire, no a través de la condición de la carcasa.

— Peter Green

"Imagine un caso esférico con una distribución uniforme de ventiladores ..."

— Carl Witthoft

@PeterGreen, ¿cree que un silenciador podría ser un activo valioso? Me doy cuenta de que el flujo de aire es uno de los mayores problemas, pero tenía la intención de llevar las preguntas sobre cómo manejar eso a una pregunta separada para mantenerla estrecha y la siguiente también.

— Jimmy Hoffa

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Si la unidad de disco duro se reemplazara por una unidad de estado sólido y el disipador de calor para el chip de la CPU se hiciera más grande y exteriorizado, sería posible tener una computadora silenciosa que se enfriara directamente a la atmósfera o podría enfriarse por otros medios.

Actualmente, un disipador de calor está conectado a un chip de CPU y todo esto está contenido dentro de la carcasa de la computadora, ya sea una computadora portátil o una computadora de escritorio. Para enfriar el disipador de calor, los ventiladores se colocan en la caja de la computadora para proporcionar flujo de aire sobre el disipador de calor.

Si uno de los paneles más grandes de la carcasa de la computadora actúa como un disipador de calor, podría conectarse al chip de la CPU a través de conductores térmicos y el calor producido por el chip de la CPU se extrae y se irradia a la atmósfera o se enfría por otros medios, como un chaqueta de agua Esto eliminaría la necesidad de ruidosos ventiladores de enfriamiento.

Además, reemplazar la unidad de disco duro que produce ruido con unidades de estado sólido silenciosas eliminaría la otra fuente principal de ruido producida por las computadoras.

— Fred
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Si bien no es un material singular y una aproximación muy cruda del concepto, ¿un enfoque como este no permitiría que pase más calor que sonido?

— John Don Key DeMayo
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Creo que esto es similar a la idea que otros mencionaron de la que debería haberme dado cuenta antes: existe un silenciador precisamente por esta razón. ¿Alguna vez escuchaste un auto sin uno?

— Jimmy Hoffa