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Untersuchung eines Brandschadens an einem Lastenrad

Werkstoffdetektiv


© LWT

In diesem Projekt untersuchen Schüler*innen einen durch Brandstiftung entstandenen Schaden an einem E-Lastenrad. Es geht um die scheinbar einfache Frage: Ist eine Reparatur sinnvoll oder bleibt nur die Verschrottung? Dazu führen Schüler*innen selbstständig verschiedene physikalische Experimente durch: Sie analysieren, aus welchem Werkstoff der Rahmen des Fahrrads besteht, messen dessen Festigkeit und Dichte und verändern seine Eigenschaften durch ein experimentelles Nachstellen der Brandeinwirkung im Labor. Mikroskopische Untersuchungen des Werkstoffs geben ihnen begleitend einen Einblick in den mikrostrukturellen, kristallinen Aufbau.

Inhalt

An dem Rahmen-Werkstoff des E-Lastenrads werden folgende Untersuchungen durchgeführt:

  • Dichtemessung und darauffolgende Materialidentifikation
  • Röntgenfluoreszenz-Analyse zur Bestimmung der chemischen Zusammensetzung
  • Zugversuche
  • Nachstellung der Wärmeeinwirkung des Brandes
  • Erneute Zugprüfung nach Wärmeeinwirkung
  • Mikroskopische Untersuchungen am Lichtmikroskop

Die Dichte wird zum einen ganz einfach mittels Wägung und Vermessung, zum anderen nach dem Archimedes-Prinzip gemessen. Mit der Dichtemessung des Fahrrad-Werkstoffs und dem Abgleich mit einer Materialdatenbank kann dieser identifiziert werden. Die Grundlagen der Röntgenfluoreszenz-Analyse inkl. des Aufbaus einer Röntgenröhre werden während des entsprechenden Versuches vermittelt und mit dem aus der Schule vorhandenen Wissen der Schüler*innen verknüpft. Aus dem Vergleich zwischen dem nicht durch die Brandeinwirkung geschädigten Zustand und der nacheingestellten Brandeinwirkung bestimmen die Schüler*innen die durch die Brandstiftung hervorgerufenen Änderungen der mechanischen Eigenschaften. Begleitend zu den Experimenten führen sie mikroskopische Untersuchungen mit einem Lichtmikroskop durch und recherchieren mit einer Datenbank-Software Materialeigenschaften, um diese mit ihren eigenen Messergebnissen zu vergleichen. Alle Ergebnisse werden von jeder/jedem einzelnen Schüler*in in einem Laborbuch dokumentiert, um abschließend die eingangs gestellte Frage „reparieren oder verschrotten?“ beantworten zu können.

Organisatorisches

Dieses Projekt

  • richtet sich an Schüler*innen der
    • Mittelstufe , Oberstufe
      Mittelstufe: Klasse 9 , Klasse 10
      Oberstufe: Einführungsphase , Qualifikationsphase 1 + 2
  • Schulfächer:
      • Chemie , Physik , Technik
  • kann in Gruppen bis zu 30 Schüler*innen stattfinden.
  • findet von 9:15 bis ca. 14:00 Uhr statt (inkl. Mittagspause).
  • ist ohne Kostenbeteiligung.
  • wird nach individueller terminlicher Absprache angeboten.

Bei Fragen zu diesem Projekt wenden Sie sich bitte an das Koordinationsbüro des Schülerlabors
(Tel.: 0234 / 32 27081, @: schuelerlabor@rub.de).