碎岩材料与工具（632024）实践教学大纲
01．教学单位名称：建设工程学院
02．实验中心名称：勘查技术与工程实验中心，地热工程研究中心
03．课程名称：碎岩材料与工具
04．课程代码：632024
05．课程类别：专业教育课
06．课程性质：选修
07．课程学时：32学时，其中含实验6学时
08．课程学分：2
09．面向专业：地质工程（勘察工程方向），地质工程卓越工程师试验班（勘察工程方向）
10．实验课程的教学任务、要求和教学目的
教学目的与任务：
通过实验教学，使学生：（1）了解钻头用金刚石单晶及金刚石复合片的强度测试方法，并理解其对碎岩工具性能的影响。（2）了解钻探用金刚时复合片耐磨性的测试方法，分析其磨损机理，并理解复合片耐磨性对钻头寿命的影响规律。（3）了解利用粉末冶金热压法制造孕镶金刚石钻头的工艺流程，掌握根据被钻岩石的力学性质及可钻性合理设计钻头胎体配方及钻头结构的方法，并能根据钻头胎体配方合理设计钻头热压烧结参数。
教学要求：
（1）了解各项试验原理及有关规范要求；
（2）了解各项试验仪器设备性能及操作方法和注意事项；
（3）掌握试验步骤及曲线的绘制和数据的采集；
（4）资料整理，提交试验报告。
11．学生应掌握的实践能力
（1）通过金刚石单晶及复合片力学性能检测实验，掌握超硬材料金刚石的静压强度、动载强度的测定方法和程序，掌握聚晶金刚石复合片抗冲击韧性的测定方法，了解复合片耐磨性的测定方法；
（2）通过金刚石复合片耐磨性能检测实验，了解超硬材料磨耗比测定仪的结构及工作原理，掌握金刚石复合片耐磨性检测的工艺流程及实验操作方法，并能对实验数据进行整理及分析；
（3）通过金刚石钻头的制造工艺实验，了解制造金刚石钻头用中频热压烧结炉的结构及工作原理，能够根据岩石的力学性质及可钻性设计金刚石钻头的胎体配方及钻头结构，正确选择烧结工艺参数，并能对金刚石钻头进行质量鉴定。
12.实验安排
开设实验项目一览表
|
实验项目编号
|
实验项目名称
|
实验类型
|
实验性质
|
实验学时
|
每组人数
|
首次开出年月
|
|
63202401
|
金刚石单晶及复合片力学性能检测
|
综合性
|
必做
|
2
|
4
|
200403
|
|
63202402
|
金刚石复合片耐磨性能检测
|
综合性
|
必做
|
2
|
4
|
200403
|
|
63202403
|
金刚石钻头的制造工艺
|
综合性
|
必做
|
2
|
4
|
200403
|
13．实践教材或指导书或主要参考资料
张祖培，刘宝昌编，碎岩工程学，地质出版社，2004。
14．考核要求、考核方式及成绩评定标准
考核要求：主要考核学生对金刚石单晶静压强度、动载强度测试仪、金刚石复合片磨耗比测定仪等设备的使用能力；孕镶金刚石钻头的设计方法；粉末冶金热压法制造孕镶金刚石钻头所用的中频感应热压机的基本原理和使用方法。
考核方式：考核学生的实验过程中的实际动手能力与实验报告的水平。
评定标准：实验过程中学生的表现和完成质量占60%，实验报告质量占40%。评分按5级评分制确定，即优、良、中、及格、不及格。
优秀：全面参加实验课中的各项操作过程，认真完成所有的实验课所要求的实验项目。实验报告书写认真，图表绘制规范，在实验报告的撰写中有自己独立思考的内容和见解。
良好：能较好地全面参加实验课中的各项操作过程，比较认真完成所有的实验课所要求的实验项目。实验报告书写比较认真，图表绘制基本规范，在实验报告的撰写中有一定的自己独立思考的内容和见解。
中等：能较好地参加实验课中的各项操作过程，比较认真完成所有的实验课所要求的实验项目。实验报告书写比较认真，图表绘制基本规范，在实验报告的撰写中自己独立思考的内容和见解比较少。
及格：能参与实验课中的各项操作过程，基本完成实验课所要求的实验项目。实验报告书写不太认真，图表绘制不规范，在实验报告的撰写中没有自己独立思考的内容和见解。
不及格：下列情况之一均属不及格：没有完成实验课的任务；不参与实验课中的各项操作。实验报告书写不认真，图表绘制质量差，在实验报告中有抄袭现象。
15．执笔人
刘宝昌副教授
16．制定日期
20131022
17．审核人
陈宝义教授
18．审核日期
20131025
19．学院审定程序说明
勘察工程系初审，学院教学委员会终审。
20．学院审定日期
20131030
碎岩材料与工具（632024）实验项目卡1
|
No
|
字段名
|
填写内容
|
|
1
|
课程名称
|
碎岩材料与工具
|
|
2
|
课程编号
|
632024
|
|
3
|
实验项目名称
|
金刚石单晶及复合片力学性能检测
|
|
4
|
实验项目编号
|
63202401
|
|
5
|
网络实验
|
0
|
|
6
|
每组人数
|
4
|
|
7
|
计划学时数
|
2
|
|
8
|
实验性质
|
必做
|
|
9
|
实验目的
|
掌握单晶金刚石颗粒静压强度、动载强度的测定方法和程序，掌握聚晶金刚石复合片抗冲击韧性的测定方法。
|
|
10
|
实验内容
|
观察静压强度仪、动载强度仪，了解其结构及工作原理；测试不同粒度金刚石（30/40#、50/60#、70/80#）的静压及动载强度，并进行数据处理；测试不同规格金刚石复合片的抗冲击性能，并分析影响复合片抗冲击性能的因素。
|
|
11
|
实验原理
|
金刚石单晶及复合片在静载、动载作用下的破坏原理
|
|
12
|
实验类型
|
1.演示性□；2.验证性□；3.综合性☑；4.设计性□；5.研究性□。
|
|
13
|
实验者层次
|
本科生
|
|
14
|
实验仪器设备
|
ZMC-Ⅱ金刚石静压强度测定仪、超硬材料单晶及复合片动载性能测定仪
|
|
15
|
实验套数
|
2
|
|
16
|
开出时间
|
200403
|
|
17
|
教学单位名称
|
建设工程学院
|
|
18
|
教学单位编号
|
63
|
|
19
|
实验单位名称
|
勘查技术与工程实验中心
|
|
20
|
实验中心编号
|
142601
|
|
21
|
实验地名称
|
超硬材料与钻头实验室
|
|
22
|
实验地编号
|
钻探实验楼307
|
|
23
|
一次性材料品名
|
单晶金刚石、聚晶金刚石复合片
|
|
24
|
一次性材料
|
500元
|
|
25
|
面向专业
|
地质工程（勘察工程方向），地质工程卓越工程师试验班（勘察工程方向）
|
|
26
|
实验项目卡制定人
|
刘宝昌
|
|
27
|
实验项目卡审核人
|
陈宝义
|
碎岩材料与工具（632024）实验项目卡2
|
No
|
字段名
|
填写内容
|
|
1
|
课程名称
|
碎岩材料与工具
|
|
2
|
课程编号
|
632024
|
|
3
|
实验项目名称
|
金刚石复合片耐磨性能检测
|
|
4
|
实验项目编号
|
63202402
|
|
5
|
网络实验
|
0
|
|
6
|
每组人数
|
4
|
|
7
|
计划学时数
|
2
|
|
8
|
实验性质
|
必做
|
|
9
|
实验目的
|
了解超硬材料磨耗比测定仪的结构及工作原理，掌握金刚石复合片耐磨性检测的工艺流程及实验操作方法，并对实验数据进行整理及分析。
|
|
10
|
实验内容
|
观察超硬材料磨耗比测定仪的构成，了解其工作原理及操作要点；进行金刚石复合片及砂轮的装卡；选择合适的测试参数（给进压力、金刚石复合片摆动频率、砂轮转速），进行金刚石复合片耐磨性测试实验，并计算其磨耗比。
|
|
11
|
实验原理
|
金刚石复合片与标准砂轮对磨原理。
|
|
12
|
实验类型
|
1.演示性□；2.验证性□；3.综合性☑；4.设计性□；5.研究性□。
|
|
13
|
实验者层次
|
本科生
|
|
14
|
实验仪器设备
|
DHM-2超硬材料磨耗比测定仪，101-ES烘箱，GD5000-2电子天平
|
|
15
|
实验套数
|
2
|
|
16
|
开出时间
|
200403
|
|
17
|
教学单位名称
|
建设工程学院
|
|
18
|
教学单位编号
|
63
|
|
19
|
实验单位名称
|
勘查技术与工程实验中心
|
|
20
|
实验中心编号
|
142601
|
|
21
|
实验地名称
|
超硬材料与钻头实验室
|
|
22
|
实验地编号
|
钻探实验楼307
|
|
23
|
一次性材料品名
|
金刚石复合片、标准砂轮
|
|
24
|
一次性材料
|
300元
|
|
25
|
面向专业
|
地质工程（勘察工程方向），地质工程卓越工程师试验班（勘察工程方向）
|
|
26
|
实验项目卡制定人
|
刘宝昌
|
|
27
|
实验项目卡审核人
|
陈宝义
|
碎岩材料与工具（632024）实验项目卡3
|
No
|
字段名
|
填写内容
|
|
1
|
课程名称
|
碎岩材料与工具
|
|
2
|
课程编号
|
632024
|
|
3
|
实验项目名称
|
金刚石钻头制造工艺实验
|
|
4
|
实验项目编号
|
63202403
|
|
5
|
网络实验
|
0
|
|
6
|
每组人数
|
4
|
|
7
|
计划学时数
|
2
|
|
8
|
实验性质
|
必做
|
|
9
|
实验目的
|
了解制造金刚石钻头用烧结炉的结构及工作原理，能够根据岩石的力学性质及可钻性设计金刚石钻头的胎体配方及钻头结构，正确选择烧结工艺参数，并能对金刚石钻头进行质量鉴定。
|
|
10
|
实验内容
|
观察钻头烧结炉，了解其结构及工作原理；设计钻头配方，计算各种原材料用量；设计钻头结构，画出图纸；选择合适的烧结工艺参数（烧结温度、压力、保温时间），进行钻头烧结实验；分析如何根据钻头配方确定合理烧结参数。
|
|
11
|
实验原理
|
钻头胎体粉末在热压条件下的烧结原理
|
|
12
|
实验类型
|
1.演示性□；2.验证性□；3.综合性☑；4.设计性□；5.研究性□。
|
|
13
|
实验者层次
|
本科生
|
|
14
|
实验仪器设备
|
KGPS中频感应烧结系统，GD5000-2电子天平，托盘天平
|
|
15
|
实验套数
|
3
|
|
16
|
开出时间
|
200403
|
|
17
|
教学单位名称
|
建设工程学院
|
|
18
|
教学单位编号
|
63
|
|
19
|
实验单位名称
|
勘查技术与工程实验中心
|
|
20
|
实验中心编号
|
142601
|
|
21
|
实验地名称
|
超硬材料与钻头实验室
|
|
22
|
实验地编号
|
钻探实验楼307
|
|
23
|
一次性材料品名
|
单晶金刚石、钻头胎体粉末（WC、Co、Ni、Mn、663Cu等粉末）、石墨模具、钻头钢体
|
|
24
|
一次性材料
|
500元
|
|
25
|
面向专业
|
地质工程（勘察工程方向），地质工程卓越工程师试验班（勘察工程方向）
|
|
26
|
实验项目卡制定人
|
刘宝昌
|
|
27
|
实验项目卡审核人
|
陈宝义
|
