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Jugend forscht

Unsere Schüler haben es geschafft!

Am 23. und 24.02. nahmen die Schüler Katarina, Najlah, Moussa und Erik aus der 9a mit ihrem Projektbetreuer Herrn Blank am wohl bekanntesten Nachwuchswettbewerb für Schüler, Auszubildende und Studierende teil, nämlich bei Jugend forscht. Wie bereits berichtet wurde, untersuchte dieses junge Forscherteam Möglichkeiten mittels des Thermitverfahrens Schulmedaillen zu gießen.

Die Schüler mussten in ihrer Freizeit forschen, ihre Ergebnisse protokollieren und sie in einer kleinen wissenschaftlichen Arbeit zusammenfassen. Nachdem ihre Arbeit für qualifiziert befunden wurde, erhielten sie die Einladung zum 51. Regionalwettbewerb „Jugend forscht“. Dort mussten sie ihre Arbeit einer Wissenschaftsjury präsentieren und sich gegen die Wettbewerber durchsetzen.

Am Ende des zweiten Wettbewerbstages wurden dann die Ergebnisse im Rahmen einer feierlichen Veranstaltung verkündet. Die Überraschung war groß und die Freude noch größer als sich herausstellte, dass sich unsere Schüler - die die ersten Teilnehmer unserer Schule an desem Wettbewerb überhaupt waren – in ihrer Altersklasse im Bereich Technik gegen alle Mitbewerber erfolgreich durchgesetzt hatten und somit den ersten Platz belegten!

Herzlichen Glückwunsch!

Es ist ihnen tatsächlich gelungen ein Verfahren zu entwickeln mit dem sich ein gusseisernes Produkt herstellen lässt, welches gut erkennbar und frei von Schlacke und Gasblasen ist. Wie auf dem Foto zu erkennen ist, handelt es sich um eine Sciencefiction-Figur, die allerdings nur als erstes Versuchsobjekt genutzt werden sollte. Leider war der erste gelungene Eisenguss zugleich auch der letzte, da der Graphittiegel den enorm hohen Temperaturen von ca. 2500°C nicht stand hielt und zerbarst. Die eigentliche Schulmedaille konnte daher leider immer noch nicht gegossen werden.

Wir sind zuversichtlich im nächsten Jahr mit einem neuen Projekt eines neuen Teams wieder bei Jugend forscht teilzunehmen.

 

 

Hintergrundinformation:

Das Thermitverfahren ist eine stark exotherm verlaufende chemische Reaktion, bei der ein Gemisch aus rotem Eisenoxid und Aluminiumpulver zur Reaktion gebracht wird. Bei dieser Reaktion entsteht unter gewalltiger Energieabgabe in Form von Hitze (exotherme Reaktion) flüssiges Eisen und Aluminiumoxid, die die Schlacke auf dem flüssigen Eisen bildet.

Nach Ablauf der Reaktion fließt das ca. 1700 °C heißes Eisen zusammen mit der Schlacke durch ein Loch im Graphit-Tiegel in das sich darunter befindliche Auffanggefäß (s. Foto 1). Nach dem Abkühlen erhällt man einen Klumpen aus Eisen und erstarrter Schlacke. Die poröse Schlacke lässt sich mit einem Hammer abschlagen (s. Foto 4). man erkennt den unteren großen Eisenkern (Regulus) auf dem sich noch poröse Schlacke aus Aluminiumoxid befindet.

 

Dieser Versuch ist jedem Chemielehrer bekannt und wird auch immer wieder von einigen wagemutigen Lehrern in der Schule unter bestimmten Sicherheitsvorkehrungen vorgeführt. Genutzt und bekannt geworden ist die Thermit-Reaktion als chemisch-technisches Verfahren zum Verschweißen von Eisenbahnschienen.

 

Der Forschungsgegenstand:

Auch wenn dieser Versuch jedem Chemielehrer bekannt ist, so findet man keine Informationen darüber, wie das gewonnene flüssige Eisen in Form gegossen werden könnte.

Das Problem besteht zum einen in den hohen Temperaturen der Reaktion. Es muss also eine Form gefunden werden, die diesen Temperaturen stand hält und frei von Fechtigkeit ist; denn die würde bei den hohen Temperaturen explosionsartig verdampfen.

Zum anderen liegt nicht reines flüssiges Roheisen wie in einer Metallgießerei vor, sondern es handelt sich um ein Gemisch aus Eisen und Schlacke. Nach dem Erstarren wirkt die Schlacke jedoch nicht wie ein Metall sondern wie ein brüchiges Gestein. Man muss also einen Weg finden das Gemisch zu trennen.

 

Erste Ergebnisse:

Der Versuch wurde zunächst in einfacher Form erfolgreich durchgeführt.

Zudem wurde der Konntakt zu der aüßerst freudlichen und sehr hilfsbereiten Kreuzberger Bronzegießerei "Herweg" hergestellt, die uns beratener Weise unterstützt und uns groszügiger Weise auch materiell ausstattet.

 

 

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