Wir bieten die folgenden Praktika für Schüler an. Bitte beachten Sie, dass Praktika auf dem Universitätsgelände bzw. an dem jeweiligen Forschungsstandort stattfinden.

PRAKTIKA FÜR SCHÜLER

Praktika aus dem Fachgebiet Pulvertechnologie für Glas und Keramik

	Herstellen von Formteilen aus Ton Präparation (Glas-Keramik): Arbeiten mit Ton (Vorbereitung, Formgebung, Trocknen, Glasieren, Brennen) Ton ist einer der ältesten Roh- und Werkstoffe der Menschheit und auch heute noch Ausgangsmaterial für viele Dinge des täglichen Lebens. Die technisch wichtigste Eigenschaft der Tone ist ihre Bildsamkeit. Das ist die Fähigkeit, mit Wasser einen „Teig“ zu bilden, der beim Kneten, Trocknen und Brennen immer einen festen Zusammenhang behält. Auf dieser Eigenschaft beruht das uralte Verfahren des Formens der Tone von Hand oder auf der Töpferscheibe, wobei in den letzten 150 Jahren noch Verfahren wie das Gießen, Pressen und Stampfen hinzugekommen sind. In diesem Praktikumsversuch können die Schüler aus Ton Formteile herstellen, die nach dem Brennen an einem zweiten Praktikumstermin glasiert werden.

Herstellen von Formteilen aus Ton

Präparation (Glas-Keramik): Arbeiten mit Ton (Vorbereitung, Formgebung, Trocknen, Glasieren, Brennen)

Ton ist einer der ältesten Roh- und Werkstoffe der Menschheit und auch heute noch Ausgangsmaterial für viele Dinge des täglichen Lebens. Die technisch wichtigste Eigenschaft der Tone ist ihre Bildsamkeit. Das ist die Fähigkeit, mit Wasser einen „Teig“ zu bilden, der beim Kneten, Trocknen und Brennen immer einen festen Zusammenhang behält. Auf dieser Eigenschaft beruht das uralte Verfahren des Formens der Tone von Hand oder auf der Töpferscheibe, wobei in den letzten 150 Jahren noch Verfahren wie das Gießen, Pressen und Stampfen hinzugekommen sind. In diesem Praktikumsversuch können die Schüler aus Ton Formteile herstellen, die nach dem Brennen an einem zweiten Praktikumstermin glasiert werden.

	Emaillieren von Kupfer Schmuckanhänger Unter Emaillieren versteht man das Aufbringen eines glasigen Überzuges auf Metalle oder Glas zum Schutz vor vielen äußeren Einflüssen. Die Glasschicht auf Keramik wird hingegen Glasur genannt. In diesem Praktikumsversuch, in dem jeder Schüler zwei Schmuckanhänger selbst gestaltet, wird vermittelt, welche technologische Bedeutung das Emaillieren heute in vielen Bereichen besitzt. Die Schüler erhalten einen Überblick über die vielfältigen Möglichkeiten und auch technischen Notwendigkeiten des Emaillierens. Es wird erklärt, was ein Email ist, wie es industriell hergestellt und wie und wo es überall verarbeitet wird, und worauf bei der Verarbeitung zu achten ist, bevor die Schüler dann selbst kreativ werden und ihre eigenen Emailanhänger kreieren können.

Emaillieren von Kupfer

Schmuckanhänger

Unter Emaillieren versteht man das Aufbringen eines glasigen Überzuges auf Metalle oder Glas zum Schutz vor vielen äußeren Einflüssen. Die Glasschicht auf Keramik wird hingegen Glasur genannt. In diesem Praktikumsversuch, in dem jeder Schüler zwei Schmuckanhänger selbst gestaltet, wird vermittelt, welche technologische Bedeutung das Emaillieren heute in vielen Bereichen besitzt. Die Schüler erhalten einen Überblick über die vielfältigen Möglichkeiten und auch technischen Notwendigkeiten des Emaillierens. Es wird erklärt, was ein Email ist, wie es industriell hergestellt und wie und wo es überall verarbeitet wird, und worauf bei der Verarbeitung zu achten ist, bevor die Schüler dann selbst kreativ werden und ihre eigenen Emailanhänger kreieren können.

	Fusing von Glas Dekorteller aus farbigem Glas Durch Fusing (engl. verschmelzen) von Glas lassen sich wunderschön farbige Glasobjekte, Schalen, Bilder und andere Glasobjekte darstellen. Damit das Ganze auch funktioniert und am Ende kein Scherbenhaufen entsteht, müssen grundlegende Glaseigenschaften beachtet und die verwendeten Gläser in wichtigen Glaseigenschaften zueinander passend ausgewählt werden. In diesem Praktikumsversuch wird den Schülern die Struktur des Glases und einige seiner typischen Merkmale vermittelt. Außerdem haben sie die Möglichkeit, den Werkstoff Glas mit entsprechendem Werkzeug zu be- und verarbeiten und wunderschön farbige Dekorationsstücke herzustellen und im Ofen zu „verschmelzen“.

Fusing von Glas

Dekorteller aus farbigem Glas

Durch Fusing (engl. verschmelzen) von Glas lassen sich wunderschön farbige Glasobjekte, Schalen, Bilder und andere Glasobjekte darstellen. Damit das Ganze auch funktioniert und am Ende kein Scherbenhaufen entsteht, müssen grundlegende Glaseigenschaften beachtet und die verwendeten Gläser in wichtigen Glaseigenschaften zueinander passend ausgewählt werden. In diesem Praktikumsversuch wird den Schülern die Struktur des Glases und einige seiner typischen Merkmale vermittelt. Außerdem haben sie die Möglichkeit, den Werkstoff Glas mit entsprechendem Werkzeug zu be- und verarbeiten und wunderschön farbige Dekorationsstücke herzustellen und im Ofen zu „verschmelzen“.

	Sintern von Kieselglas Glas ist neben Bronze einer der ältesten künstlichen Werkstoffe. Seine Anwendungsmöglichkeiten werden immer vielseitiger, da es dank einer intensiven Forschung immer bessere Möglichkeiten zur Herstellung hochwertiger und hochreiner Gläser gibt. In diesem Praktikumsversuch lernen die Schüler eine Herstellungsart kennen, die ausgehend von Nanopulver ohne herkömmlichen Schmelzprozess zu hochwertigem Kieselglas führt. Sie stellen eine Suspension her, die über einen Gieß- und anschließenden Trocken- und Sinterprozess zu einem Formkörper aus reinem Kieselglas wird, der mit nach Hause genommen werden kann.

Sintern von Kieselglas

Glas ist neben Bronze einer der ältesten künstlichen Werkstoffe. Seine Anwendungsmöglichkeiten werden immer vielseitiger, da es dank einer intensiven Forschung immer bessere Möglichkeiten zur Herstellung hochwertiger und hochreiner Gläser gibt. In diesem Praktikumsversuch lernen die Schüler eine Herstellungsart kennen, die ausgehend von Nanopulver ohne herkömmlichen Schmelzprozess zu hochwertigem Kieselglas führt. Sie stellen eine Suspension her, die über einen Gieß- und anschließenden Trocken- und Sinterprozess zu einem Formkörper aus reinem Kieselglas wird, der mit nach Hause genommen werden kann.

Praktika aus dem Fachgebiet Funktionswerkstoffe

(Prof. Mücklich und Mitarbeiter)

	Maßgeschneiderte Materialstrukturierung mittels Laser- und Ionenstrahlung Die Flügel einiger besonders schöner Schmetterlingsarten schillern in vielen Farben. Das Geheimnis der Schmetterlingsflügel versteckt sich in ihrer periodischen Oberflächenstruktur in Form eines mikroskopischen „Gitters“, welches aufgrund von Interferenzphänomenen die Farben erstrahlen lässt. Bei der Verwendung eines hoch energetischen Pulslasers besteht die Möglichkeit der Bildung eines Interferenzmusters auf metallischen Oberflächen und führt somit zu einem periodischen und lokalen Aufheizen, das sowohl zu einer direkten Strukturierung der Oberfläche durch Topographie-Effekte als auch zu Mikrostruktureffekten führt. Solche Mikrostrukturen werden mit den Schüler/innen mittels einer in ein hochauflösendes Rasterelektronenmikroskop integrierten fokussierten Ionenstrahlanlage (Focused Ion Beam) untersucht, bzw. wird die Probenoberfläche abgebildet und auch lokal gesputtert oder abgetragen (milling), um Querschnitte (cross-sectioning) herzustellen.

Maßgeschneiderte Materialstrukturierung

mittels Laser- und Ionenstrahlung

Die Flügel einiger besonders schöner Schmetterlingsarten schillern in vielen Farben. Das Geheimnis der Schmetterlingsflügel versteckt sich in ihrer periodischen Oberflächenstruktur in Form eines mikroskopischen „Gitters“, welches aufgrund von Interferenzphänomenen die Farben erstrahlen lässt.
Bei der Verwendung eines hoch energetischen Pulslasers besteht die Möglichkeit der Bildung eines Interferenzmusters auf metallischen Oberflächen und führt somit zu einem periodischen und lokalen Aufheizen, das sowohl zu einer direkten Strukturierung der Oberfläche durch Topographie-Effekte als auch zu Mikrostruktureffekten führt.
Solche Mikrostrukturen werden mit den Schüler/innen mittels einer in ein hochauflösendes Rasterelektronenmikroskop integrierten fokussierten Ionenstrahlanlage (Focused Ion Beam) untersucht, bzw. wird die Probenoberfläche abgebildet und auch lokal gesputtert oder abgetragen (milling), um Querschnitte (cross-sectioning) herzustellen.

	Materialeigenschaften designen in Mikro- und Nanodimensionen Moderne Werkstoffe besitzen oft für ein bestimmtes Einsatzgebiet maßgeschneiderte Eigenschaften. Dabei spielt neben der chemischen Zusammensetzung auch das Gefüge, also die Mikrostruktur des Werkstoffs eine große Rolle. In diesem Praktikum werden die notwendigen Schritte zur Auswertung des Werkstoffgefüges erläutert. Neben Probenpräparation und Bildaufnahme am Mikroskop werten die Schüler mit einer Analysesoftware das Werkstoffgefüge aus. Zusätzlich zu dieser zweidimensionalen Auswertung wird das Prinzip der Gefügetomografie erläutert und anhand von Beispielen die 3D- Struktur von Werkstoffen visualisiert und analysiert. Maximale Gruppenstärke: 4 Personen

Materialeigenschaften designen in Mikro- und Nanodimensionen

Moderne Werkstoffe besitzen oft für ein bestimmtes Einsatzgebiet maßgeschneiderte Eigenschaften. Dabei spielt neben der chemischen Zusammensetzung auch das Gefüge, also die Mikrostruktur des Werkstoffs eine große Rolle. In diesem Praktikum werden die notwendigen Schritte zur Auswertung des Werkstoffgefüges erläutert. Neben Probenpräparation und Bildaufnahme am Mikroskop werten die Schüler mit einer Analysesoftware das Werkstoffgefüge aus. Zusätzlich zu dieser zweidimensionalen Auswertung wird das Prinzip der Gefügetomografie erläutert und anhand von Beispielen die 3D- Struktur von Werkstoffen visualisiert und analysiert.

Maximale Gruppenstärke: 4 Personen

Praktika aus dem Fachgebiet Adhäsion und Interphasen in Polymeren

(Prof. Possart und Mitarbeiter)

	Metallkleben mit heiß härtendem Epoxidklebstoff Im Praktikum werden metallische Werkstoffe (Stahl oder Aluminium) ohne und mit geeigneter nasschemischer Vorbehandlung mit einem heiß härtenden Epoxidklebstoff zu Überlappungsklebungen gefügt, deren Verbundfestigkeit mit einer Zugmaschine ermittelt und verglichen. Die Schüler/innen sollen dabei im Zusammenhang mit der theoretischen Einführung des Vortrages die Welt der Polymerwerkstoffe kennen lernen und erfahren, welche Möglichkeiten das Kleben bieten, wo diese Fügetechnik überall eingesetzt wird und worauf es ankommt, wenn man selbst bzw. die Industrie (z.B. Automobilhersteller) hochfeste Klebungen herstellt (Stichworte: aufwändige Oberflächenvorbehandlung). Aufbauend auf dem in der Schule vermittelten Wissen werden den Schülern/innen die Begriffe „Kohäsion“ als die innere Festigkeit des Klebstoffes (polymeres Netzwerk und dessen Aufbau durch chemische Reaktionen, chemische und physikalische Bindungskräfte), „Adhäsion“ als die Haftfestigkeit (= physikalische u./o. chemische Wechselwirkungen von Klebstoff und Fügeteil) und die Bedeutung der Grenzschicht („Interphase) nähergebracht.

Metallkleben mit heiß härtendem Epoxidklebstoff

Im Praktikum werden metallische Werkstoffe (Stahl oder Aluminium) ohne und mit geeigneter nasschemischer Vorbehandlung mit einem heiß härtenden Epoxidklebstoff zu Überlappungsklebungen gefügt, deren Verbundfestigkeit mit einer Zugmaschine ermittelt und verglichen.
Die Schüler/innen sollen dabei im Zusammenhang mit der theoretischen Einführung des Vortrages die Welt der Polymerwerkstoffe kennen lernen und erfahren, welche Möglichkeiten das Kleben bieten, wo diese Fügetechnik überall eingesetzt wird und worauf es ankommt, wenn man selbst bzw. die Industrie (z.B. Automobilhersteller) hochfeste Klebungen herstellt (Stichworte: aufwändige Oberflächenvorbehandlung). Aufbauend auf dem in der Schule vermittelten Wissen werden den Schülern/innen die Begriffe „Kohäsion“ als die innere Festigkeit des Klebstoffes (polymeres Netzwerk und dessen Aufbau durch chemische Reaktionen, chemische und physikalische Bindungskräfte), „Adhäsion“ als die Haftfestigkeit (= physikalische u./o. chemische Wechselwirkungen von Klebstoff und Fügeteil) und die Bedeutung der Grenzschicht („Interphase) nähergebracht.

Praktika aus dem Fachgebiet Werkstoffwissenschaft und Methodik

(Prof. Vehoff und Mitarbeiter)

	Auto und Essbesteck: Korrosion im Alltag Einfluss von Beschichten und Legieren auf das Korrosionsverhalten Rost ist im Alltag überall zu finden: am Auspuff eines Autos, aber auch an Bestecken, die man aus der Spülmaschine nimmt. Um dies zu vermeiden, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Metallische Teile werden beschichtet (z. B. lackiert) oder legiert (z. B. Edelstahl) um korrosionsbeständig zu werden. In diesem Versuch werden Proben mit unterschiedlichen Korrosionsschutz- techniken behandelt und einem korrosiven Medium ausgesetzt. Dadurch können das Korrosionsverhalten ermittelt und die zugrundeliegenden Effekte verstanden werden.

Auto und Essbesteck: Korrosion im Alltag

Einfluss von Beschichten und Legieren auf das Korrosionsverhalten

Rost ist im Alltag überall zu finden: am Auspuff eines Autos, aber auch an Bestecken, die man aus der Spülmaschine nimmt. Um dies zu vermeiden, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Metallische Teile werden beschichtet (z. B. lackiert) oder legiert (z. B. Edelstahl) um korrosionsbeständig zu werden. In diesem Versuch werden Proben mit unterschiedlichen Korrosionsschutz-
techniken behandelt und einem korrosiven Medium ausgesetzt. Dadurch können das Korrosionsverhalten ermittelt und die zugrundeliegenden Effekte verstanden werden.

	Was unseren Euro hart macht Einfluss von Werkstoff und Mikrostruktur auf die Härte Betrachten wir unsere Währung genauer, sieht man bei der 1-Euro-Münze einen goldfarbenen Ring um einen silberfarbenen Kern. Würde jedoch wirklich Gold und Silber zu Münzen verarbeitet werden, wären diese weit mehr Wert als 1 Euro. Welche Elemente wirklich im Euro enthalten sind, kann mit Hilfe der chemischen Analyse im Rasterelektronenmikroskop ermittelt werden. Neben der chemischen Zusammensetzung hat aber auch die Mikrostruktur einen großen Einfluss auf die Eigenschaften. Diese wird ebenfalls im Rasterelektronenmikroskop untersucht und gezielt verändert. Welchen Einfluss die Mikrostruktur auf die mechanischen Eigenschaften einer 1-Euro-Münze hat, wird schließlich durch eine Härtemessung verdeutlicht.

Was unseren Euro hart macht

Einfluss von Werkstoff und Mikrostruktur auf die Härte

Betrachten wir unsere Währung genauer, sieht man bei der 1-Euro-Münze einen goldfarbenen Ring um einen silberfarbenen Kern. Würde jedoch wirklich Gold und Silber zu Münzen verarbeitet werden, wären diese weit mehr Wert als 1 Euro. Welche Elemente wirklich im Euro enthalten sind, kann mit Hilfe der chemischen Analyse im Rasterelektronenmikroskop ermittelt werden. Neben der chemischen Zusammensetzung hat aber auch die Mikrostruktur einen großen Einfluss auf die Eigenschaften. Diese wird ebenfalls im Rasterelektronenmikroskop untersucht und gezielt verändert. Welchen Einfluss die Mikrostruktur auf die mechanischen Eigenschaften einer 1-Euro-Münze hat, wird schließlich durch eine Härtemessung verdeutlicht.

Praktika aus dem Fachgebiet Technische Mechanik

(Prof. Diebels und Mitarbeiter)

	Durchführen mechanischer Versuche an Polymerproben Polymere spielen in der heutigen industriellen Fertigung eine bedeutende Rolle. Ihre Eigenschaften können in weiten Bereichen verändert und den notwendigen Gegebenheiten angepasst werden. Der Nachteil von Polymeren liegt in der hohen Komplexität ihres mechanischen Verhaltens, das durch grosse Deformationen und ratenabhängige Prozesse bestimmt wird. Anhand von Zugversuchen an Polymerproben werden die wesentlichen Effekte vorgestellt, die das mechanische Verhalten bestimmen (Nichtlineare Viskoelastizität, Kriechen und Relaxation, Mullins-Effekt, Thixotropie (– was ist das denn?). Es wird gezeigt, welche Konsequenzen sich für die Modellierung von Polymerwerkstoffen ergeben.

Durchführen mechanischer Versuche an Polymerproben

Polymere spielen in der heutigen industriellen Fertigung eine bedeutende Rolle. Ihre Eigenschaften können in weiten Bereichen verändert und den notwendigen Gegebenheiten angepasst werden. Der Nachteil von Polymeren liegt in der hohen Komplexität ihres mechanischen Verhaltens, das durch grosse Deformationen und ratenabhängige Prozesse bestimmt wird.
Anhand von Zugversuchen an Polymerproben werden die wesentlichen Effekte vorgestellt, die das mechanische Verhalten bestimmen (Nichtlineare Viskoelastizität, Kriechen und Relaxation, Mullins-Effekt, Thixotropie (– was ist das denn?). Es wird gezeigt, welche Konsequenzen sich für die Modellierung von Polymerwerkstoffen ergeben.