遮音性があるが熱伝導性があることが知られている材料はありますか?


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遮音性および熱伝導性があることが知られている材料はありますか?

コストは最優先事項ではありませんが、できれば「合理的な金額」のコストであり、国防費レベルよりもはるかに少ないことが望ましいです。


これは、内部のすべての音を隔離または減衰しながら熱を伝導するコンピューターケースのアイデアについて考えている思考実験です。

経済的に合理的であり、空気の流れなどを可能にするために完全に形成されたアイデアには複数の穴がありますが、この質問を狭く保つために、思考実験に関するすべての懸念を無視したいと思います。

あるタイプのエネルギーを伝導しながら別のタイプのエネルギーを遮断するのは簡単なことではありません。頭に浮かぶ最も近い材料は水ですが、運動エネルギー(つまり油圧)を伝導するため、完全に正確ではありません。これは、一種のローパスフィルターとして機能すると説明する方が適切です。

したがって、材料が思い浮かばない場合は、熱を伝導しながら非常に効果的に音をフィルタリングできる何かを聞くことに興味があります。

材料が固体であるという修飾子を付けたいと思いますが、非常に少数である可能性が高いと信じているという理由だけで、これらの特性を持つ材料に本当に興味があります。繰り返しになりますが、コンピューターケースに関して述べた目標の概念については考えないでください。これは、その思考実験に向けた一歩にすぎません(おそらく合理的ではありません。


強制対流冷却は、ケースの材料に依存しません。
ニックアレキセフ

水は優れた「音波伝導体」です。減衰は、ほとんどの周波数と温度で空気中よりも1桁以上小さくなります(参照)。
クリスミューラー

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思考の糧-無垢材は空気よりもはるかに優れた音を伝えますが、木製のドアは閉じたときに音を遮断します。正確なメカニズムは、空気と木材の境界での反射と、ドア内の内部反射です。両方とも熱を伝導するが、音速が大きく異なる2つの材料の層が、あなたが望むことをするでしょうか?
ペティス

回答:


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これにアプローチするいくつかの可能な方法を考えることができます。

おそらく最初に見るべきことは、ケース自体のデザインです。それらは一般に、フレームにリベットで留められた薄くて平らなパネルで構成される傾向があります。このような状況では、比較的少量の消音材を使用することで多くの利点を得ることができます。このアプローチは、自動車のボディパネルで広く使用されており、かなり小さなストリップでパネルの音を大幅に伝達する能力が低下し、ビチューメン含浸フェルトと同じくらい簡単になるという利点があります。

また、比較的薄いフィルムまたはコーティングは、多くの断熱を提供することなく音響応答に大きな影響を与える可能性があります。

同様に、たとえば金属と金属の接合部にゴム製ガスケットまたはスペーサーを使用することにより、ケースの構造全体の減衰を増加させる可能性がおそらく多くあります。

より一般的な用語では、遮音に関しては一般的な材料特性としてではなく、構造全体が対象となる振動周波数に応答し、それを「調整」する方法を検討することが有用です。共振周波数が励起周波数から可能な限り離れるように、質量、剛性、ダンピングを調整することにより、希望する方法で応答します。

全体として、特定の資料だけでなく、ケース全体の動的な振る舞いを見ることをお勧めします。

検討する価値のある資料がいくつかあると述べました。アルミニウムと銅(特に高純度)は優れた熱伝導率を持ち、機械的特性がかなり「ねっとり」します。また、鋳鉄は振動減衰特性が優れており、適度な熱伝導率があります(そして鋳鉄PCが見たいです)場合)。

また、複合材料を検討する価値があります。炭素繊維は熱伝導性に優れている可能性があり、アルミニウム充填樹脂を調査する価値があります。これにより、最高の音響応答を得るためにケースの構造を調整する際の柔軟性が少し高くなります。

別の可能なアプローチは、ゲルまたは粉末をアルミニウムまたは銅の2枚のシートの間に挟むことです。音響減衰と対流冷却の両方を提供するコンピューターシステムをオイルに完全に浸す実験もありました。


Gel-Between-Metalアプローチは、私が熟考したものです。使用するゲル材料は何でしょうか?また、鋳鉄も思い浮かびました。当初、2枚の金属シートの間に水を使用することを考えていましたが、フライドポテトなどのすべてが、そのようなアプローチの安全性を一時停止させますが、ゲル...入手可能な材料については何も知りません。彼らがアイスパックで使用するものは良い考えだろうか?うーん...
ジミー・ホッファ

1つの可能性は、ヒートシンクとクーラーをプロセッサに接続するために使用されるサーマルペーストのようなものです。さまざまな種類があり、自己粘着テープバージョンは、2枚のアルミニウムシートを一緒にラミネートするのに使用すると機能する場合があります。別の方法として、ある種の液体バインダーを使用して、アルミニウム粉末からペーストを作成する方法があります。
クリスジョンズ

ゲルと金属の間のアイデアは市販されており、エンジニアはそれを静かなスチールと呼び、2層のシートメタルがゴム状材料の層で接着されています。タールに浸したフェルトを壁の内側に接着するというアイデアは安価です。これは食器洗い機のような高級キッチン用品で行われます。
ニールスニールセン

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最初に思い浮かぶのは、金属製の「ウール」(例:スチールウール/ステンレススチールの「スクラブパッド」)、またはカーボンフォームです。

  • メタルウールは最小限の断熱性を提供します(金属ストランドが伝導し、エアギャップが断熱されるため、ほとんどバランスが取れます)が、大量の振動減衰「リンプマス」があります。

  • カーボンフォーム/エアロゲル/その他:エアロゲルは非常に効果的な防音材ですが、非常に絶縁性があります。炭素ベースの発泡体(つまり、有機ゲル/発泡体を作成し、次に減圧雰囲気オーブンで浸炭する)は、凍結乾燥プロセスを使用して、より大きな孔径で簡単に作成でき、音響特性をあまり低下させずに断熱を下げるのに役立ちます。

後付け:ビニール/カーボン繊維タイプの複合材(熱伝導率を高めるためにアルミナを充填することもあります)を使用して、コンピューターボックスを構築するための多少柔軟な(少し高価ですが)パネルを作成することもできます。パネルの柔軟性は、多くの振動を減衰させ、エネルギーを吸収するためにうまく機能するはずです(特に、パネルが出会う場所、またはノイズの多いファン/ HDDがパネルに取り付けられている場所で「ぶんぶんうなり」しない)。


スチールウールは、私が考えもしなかった興味深いアイデアです!それは自然に多孔質であるという追加の利点がありますので、実際には独立した通気口も必要ありません...フレームを使用し、スチールウールの厚い層でフレーム全体を効果的に密閉したスチールウールバッグを作ることができます。 ..これは、空気をろ過し、個々の通気口をゼロにする必要があるため、吸気と排気の音が全体に拡散し、音をさらに減衰させ、空気を冷却します。これは非常に興味深い考えです!ありがとう!
ジミー・ホッファ

考えてみれば、それを全部取り、アルミニウムまたは他のケースに3インチのバッファスペースを置いて(下を含めて中央に浮かぶように)配置し、吸排気孔(ない画面)という点で、さらに吸排気...にマフラーのように行動するだろうという全体の事
ジミー・ホッファ

そのアプローチでは、スチールウールの「厚い層」を通る空気の再循環の問題に遭遇します。このようなアプローチを実用的にしたい場合は、吸気/排気用の「外側ボックス」に別のセクションを設け、内側(ウール袋入り)ボックスからの吸気または排気を外側ボックスと直接通信させる必要があります。内側のボックスの残りの部分を通る逆流空気から保護されます。ただし、反対の流れから密閉された後は、吸音およびろ過のためにウールで流れるバッフルもできます。
ロバークKV5ROB

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ほぼすべての音(スピーカー自体を除く)は冷却ファンから発生するため、排気の空気の流れを許可しながら音を遮断するのは非常に困難です。別の高価な冷却システムが必要になります。

おそらく次に騒がしいのはハードドライブです。これは、十分に熱を吸収した場合は、吸音材で局所的に覆うことができます(または、いくらか費用をかけてall-SSDに切り替えます)。

要するに、問題を改善するために事実を追おうとするよりも、音源を排除するほうがはるかにましです。


私が最初に言ったように、これはより多くの思考実験です。共通の問題に対する新しいアプローチを試して考えてみるのは面白いと思います。今日の一般的な問題:コンピューターはうるさいです。私は無数の典型的な解決策をよく知っていますが、この質問は次のようなスタンスから問題を攻撃することに基づいています。金属シートとゲルの間にある上記の説明は、興味深い考えを示しています!あなたのケースにはファンが搭載されているが、あなたのケースは2つの鋳鉄製の立方体がその間にゲルでネストされていると想像してください?
ジミー・ホッファ

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「あなたのケースにはファンが搭載されているが、あなたのケースは2つの鋳鉄製の立方体がそれらの間にゲルで入れ子になっていると想像してください?」気流の出入りに適切なマフラーがあれば、ゲルの熱伝導率に関係なく大丈夫です。一方、気流を遮断すると、ゲルが完全に熱伝導性の非吸収体であったとしても、コンピューターが過熱する可能性があります。コンピューター(少なくともデスクトップと通常のラップトップ)は、ケースの状態ではなく、空気交換によって冷却されます。
ピーターグリーン

「ファンが均一に分布している球形のケースを想像してください...」
カール・ウィトフト

@PeterGreenだから、マフラーは貴重な資産になると思う?気流が最大の問題の1つであることに気付きましたが、それを処理することに関する質問を別の質問に移して、この質問と次の質問を狭めるつもりでした。
ジミーホッファ

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ハードディスクドライブをソリッドステートドライブに置き換え、CPUチップのヒートシンクを大きくして外部化すると、大気に直接冷却するか、他の手段で冷却できるサイレントコンピューターを使用できるようになります。

現在、ヒートシンクはCPUチップに取り付けられており、ラップトップであろうとデスクトップであろうと、これらはすべてコンピューターケース内に収められています。ヒートシンクを冷却するために、ヒートシンクの上に空気の流れを提供するために、ファンがコンピューターケースに配置されています。

コンピューターケースの大きなパネルの1つがヒートシンクとして機能する場合、熱伝導体を介してCPUチップに接続し、CPUチップで生成された熱を引き離して大気に放散したり、ウォータージャケット。これにより、ノイズの多い冷却ファンが不要になります。

さらに、ノイズを発生するハードディスクドライブをサイレントソリッドステートドライブに置き換えると、コンピューターで発生する他の主なノイズ源がなくなります。


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特異な材料ではなく、概念の非常に粗雑な近似ではありますが、このようなアプローチでは、音よりも多くの熱を通過させることはできませんか?

ここに画像の説明を入力してください


これは他の人が以前に気付いたはずのアイデアに似ていると思います。マフラーはまさにこの理由で存在します。これまでにない聞いたことがありますか?
ジミー・ホッファ
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