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Hansa-Gymnasium MINT

Helmholtz-Zentrum Geesthacht

Das Helmholtz-Zentrum Geesthacht und das Schülerlabor Quantensprung

Im Helmholtz-Zentrum in Geesthacht und in Teltow bei Berlin engagieren sich rund 900 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in den Bereichen Küsten- und Materialforschung sowie der Regenerativen Medizin. Das Helmholtz-Zentrum Geesthacht ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.
Die Werkstoffforschung hat ihre Schwerpunkte in der Entwicklung und Erprobung spezifisch besonders leichter und funktioneller Werkstoffe. Dabei wird stets das Ziel verfolgt, die Rohstoff- und Energieressourcen zu schonen. Die Aufgaben der Werkstoffforschung: Legierungsentwicklung, neuartige Fertigungs- und Verarbeitungstechnologien, Charakterisierung und Prüfung der entwickelten Werkstoffe.
Neben metallischen Werkstoffen werden auch Polymerwerkstoffe für Membranen mit Anwendungsgebieten wie Gasphasenseparation, Brennstoffzellen und Biogasaufbereitung erforscht. Das jüngste Forschungsfeld sind die Biowerkstoffe für die sogenannte Regenerative Medizin.

Das MINT-Oberstufenprofil hat sowohl die Möglichkeit ein Projekt mit dem MagIC (s. u.), als auch mit dem Bereich Metallphysik durchzuführen.

Hansa-Legierung gegen HZG-Legierung

Projekt des MINT-Oberstufenprofils mit Prof. Dr. Florian Pyzcak, Abteilungsleiter am Institut für Werkstoffforschung, Abteilung Metallphysik

In der Abteilung "Metallphysik" werden neuartige Titanaluminid-Leichtbauwerkstoffe (TiAl) für Hochtemperaturanwendungen in Flugzeugturbinen und Automobilmotoren entwickelt. Neben der Verbesserung der Eigenschaften von TiAl-Legierungen werden auch geeignete Herstellungsverfahren mittels Guß- und Umformtechnologie untersucht. Ein Schwerpunkt ist die Weiterentwicklung der pulvermetallurgischen Herstellungsroute für TiAl- und Titanlegierungen.

Erstes Treffen am Hansa
Prof. Florian Pyczak stellt den Schülern Legierungen auf Titanbasis vor und erläutert anhand von Phasendiagrammen die Bedeutung von Legierungsbestandteilen für die Eigenschaften der jeweiligen Legierung. Anschließend müssen die Hansa-Schüler IHRE Legierung zusammenstellen, die dann am 2. Tag gegen die HZG-Legierung "antreten" muss. Wer hat die Legierung mit den besten Eigenschaften zusammengestellt?
Zweiter Tag am HZG
Drei Gruppen, die drei Stationen abwechselnd durchlaufen (Legierung erschmelzen, REM Mikrostrukturuntersuchung und mechanische Prüfung (Druckversuch)).
Nach dem Mittagessen wird noch einmal gemeinsam im Elektrolichtbogenofen ein Stück der "Hansa-Legierung" erschmolzen, das dann in die Schule mitgenommen werden kann. Anschließend Besprechung der Ergebnisse und Datenübergabe an die Schüler.
Seminararbeit an der Schule
Erstellen eines wissenschaftlichen Posters anhand der eigenen Aufzeichnungen und der mitgelieferten Daten.
Besuch am Hansa
Besuch der HZG Mitarbeiter am Hansa und Präsentieren der Ergebnisse anhand der Poster durch die Schüler.
Das Poster einer Gruppe: hzg-koop-pyczak-gruppenposter_1.pdf [3.743 KB]

Werkstoffkundliches Praktikum

Projekt mit dem Magnesium Innovation Centre MagIC, Dr. Hort, Dr. Dieringa

Das MagIC forscht schwerpunktmäßig an Magnesiumwerkstoffen für verschiedenste Anwendungen (z.B. Verkehrstechnik und Medizintechnik). Ein besonderes Augenmerk liegt auf der Legierungsentwicklung und auf Arbeiten zur Optimierung von vorhandenen und neuen Verarbeitungsprozessen

Vortrag über Werkstoffkunde (Bericht über den Vortrag zur Werkstoffkunde am Hansa-Gymnasium, Dr. Norbert Hort, GKSS, Abteilungsleiter Prozesstechnik, Institut für Werkstoffforschung, MagIC)

Link zur pdf-Datei: werkstoffkunde-vortrag-dr-hort.pdf [180 KB]

Bericht über das werkstoffkundliche Praktikum im Magic

Theorie und Praxis: Formguss (Feinguss), Phasendiagramme und Festigkeit (Streckgrenze, E-Modul)
LINK auf die pdf-Datei: werkstoffkundliche-praktikum-im-magic.pdf [329 KB]

Angeschlossen an die Forschungseinrichtungen ist das Schülerlabor Quantensprung, das die Themenfelder „Brennstoffzelle“ und „Wasseranalytik“ anbietet. Darüber hinaus laufen Sonderaktionen, z. B. in den Sommerferien.

Das Hansa-Gymnasium hat schon sehr oft das Quantensprung besucht. Zu einer besonders intensiven Zusammenarbeit kam es im Zuge des 2. MINT-Tages (siehe Links unten).

In einer Projektwoche konnten sich die MINT-Oberstufenprofilschüler S1 zusammen mit den drei Mitarbeiterinnen des Schülerlabors sehr intensiv auf die Versuche zum Energieparcour für die 9. Klassen vorbereiten. Vieles musste ausprobiert, wieder verworfen oder abgeändert werden, bis die Versuche des Parcours auf die vier 9. Klassen und die zur Verfügung stehende Zeit sinnvoll abgestimmt waren. Am Vortag des 18. Novembers 2014 begann dann für die Mitarbeiterinnen des Schülerlabors der Kraftakt: Fast alle Gerätschaften mussten an das Hansa! Nach dem ereignisreichen Tag an unserer Schule dann natürlich auch wieder zurück. Aber es hatte sich gelohnt. Die Neuntklässler waren begeistert. Neben dem Spaßfaktor und dem Stillen des Wissensdurstes und des Forschungsdrangs blieben den Schülern noch ein toll gestaltetes Experimentierheft und das T-Shirt des Helmholtz-Tages, den das Labor zeitgleich mit uns beging.

Bericht des Helmholtz-Zentrums über unseren gemeinsamen Tag (MINT-Tag 2)

Bericht des HZG über den gemeinsamen MINT-Tag http://www.hzg.de/public_relations_media/news/057180/index.php.de
Bericht auf der Seite vom Quantensprung über den MINT-Tag 2
http://www.hzg.de/campus_career/quantensprung/news/index.php.de