发明创造名称：一种去合金化制备微米纳米多孔铜块体的方法
外观设计名称：
决定号：186356
决定日：2019-07-08
委内编号：1F250252
优先权日：
申请（专利）号：201610003022.2
申请日：2016-01-04
复审请求人：武汉理工大学
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：晏杰
合议组组长：武立民
参审员：王卫刚
国际分类号：C22C3/00,C22C1/08
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点：如果权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术相比存在区别技术特征，而采用所述区别技术特征解决相应的技术问题是本领域技术人员根据需要作出的常规选择，那么该权利要求的技术方案是显而易见的，不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610003022.2、名称为“一种去合金化制备微米纳米多孔铜块体的方法”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为武汉理工大学，申请日为2016年1月4日，公开日为2016年5月4日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年1月31日发出驳回决定，以权利要求1-7相对于对比文件1（CN105063399A，公开日2015年11月18日）或对比文件2（CN101596598A，公开日2009年12月9日）与本领域公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性为由，驳回了本申请。驳回决定所依据的文本为：2017年10月23日提交的权利要求第1-7项，申请日2016年1月4日提交的说明书第[0001]-[0056]段、说明书附图图1-图7、说明书摘要及摘要附图。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种去合金化制备微米纳米多孔铜块体的方法，其特征是采用熔炼工艺制备铜含量为10～30at.%前驱体铜铝合金，而后利用化学去合金化法选择性的腐蚀合金中的铝，从而获得具备微米纳米孔结构、高孔隙率的多孔铜块体；
该方法采用以下的步骤：
（1）根据拟制备铜铝合金中的铜含量、铜和铝的密度计算出铜和铝的质量比，按计算结果称量所需的铜和铝的质量；
（2）将称量好的铜和铝进行熔炼，得到Cu含量为10～30at.%的Cu-Al合金块体；
（3）将清洗干净的Cu-Al合金块体放入装有化学腐蚀液的容器中，进行去合金化；
（4）观察容器内活泼金属铝与腐蚀液反应的气泡，待再无气泡产生时取出Cu-Al合金块体，其为多孔铜块体材料；
（5）将多孔铜块体材料清洗干净，之后保存备用；
经上述步骤后，即可获得微米纳米多孔铜块体材料；
所述的多孔铜块体，其尺寸为6mm×6mm×3mm，酸腐蚀液腐蚀得到的微米纳米多孔铜块体孔隙率为70.4～80.6%，力学强度为3.06～1.91MPa；碱腐蚀液腐蚀得到的微米纳米多孔铜块体孔隙率为73.9～83.3%，力学强度为2.71～1.85MPa。
2. 根据权利要求1所述的去合金化制备微米纳米多孔铜块体的方法，其特征是在电弧熔炼炉中进行熔炼，其工艺为：氩气保护气氛下熔炼，熔炼时调节功率输出为20%，熔炼过程中将样品反复熔炼3次，每次2～3min，以保证制备的Cu-Al合金块体的均匀性。
3. 根据权利要求1所述的去合金化制备微米纳米多孔铜块体的方法，其特征在于所述的化学腐蚀液为酸溶液或碱溶液。
4. 根据权利要求3所述的去合金化制备微米纳米多孔铜块体的方法，其特征在于所述的酸溶液采用浓度为5wt.%的HCl溶液。
5. 根据权利要求3所述的去合金化制备微米纳米多孔铜块体的方法，其特征在于所述的碱溶液采用浓度为20wt.%的NaOH溶液。
6. 根据权利要求1所述的去合金化制备微米纳米多孔铜块体的方法，其特征在于所述铜为铜锭、铜块或铜粉，其纯度为>99.9%。
7. 根据权利要求1所述的去合金化制备微米纳米多孔铜块体的方法，其特征在于所述铝为铝锭、铝块或铝粉，其纯度为>99.9%。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年4月24日向国家知识产权局提出了复审请求，同时修改了权利要求书，将“该合金块体的相组成均为α-Al (Cu) Al2Cu和Al2Cu，其中α-Al (Cu) Al2Cu组成的特殊的层状共晶结构可在脱合金后形成分布于纳米孔中的微米级大孔区域，该微米纳米孔结构中的微米级大孔区域为去合金化提供了大的通道，使去合金化更为彻底，提高了去合金化制备的多孔铜的孔隙率”补入权利要求1中。修改后的权利要求1如下：
“1. 一种去合金化制备微米纳米多孔铜块体的方法，其特征是采用熔炼工艺制备铜含量为10～30at.％前驱体铜铝合金，而后利用化学去合金化法选择性的腐蚀合金中的铝，从而获得具备微米纳米孔结构、高孔隙率的多孔铜块体。
该方法采用以下的步骤：
(1)根据拟制备铜铝合金中的铜含量、铜和铝的密度计算出铜和铝的质量比，按计算结果称量所需的铜和铝的质量；
(2)将称量好的铜和铝进行熔炼，得到Cu含量为10～30at.％的Cu-Al合金块体；该合金块体的相组成均为α-Al(Cu) Al2Cu和Al2Cu，其中α-Al(Cu) Al2Cu组成的特殊的层状共晶结构可在脱合金后形成分布于纳米孔中的微米级大孔区域，该微米纳米孔结构中的微米级大孔区域为去合金化提供了大的通道，使去合金化更为彻底，提高了去合金化制备的多孔铜的孔隙率；
(3)将清洗干净的Cu-Al合金块体放入装有化学腐蚀液的容器中，进行去合金化；
(4)观察容器内活泼金属铝与腐蚀液反应的气泡，待再无气泡产生时取出Cu-Al合金块体，其为多孔铜块体材料；
(5)将多孔铜块体材料清洗干净，之后保存备用；
经上述步骤后，即可获得微米纳米多孔铜块体材料；
所述的多孔铜块体，其尺寸为6mm×6mm×3mm，酸腐蚀液腐蚀得到的微米纳米多孔铜块体孔隙率为70.4～80.6％，力学强度为3.06～1.91MPa；碱腐蚀液腐蚀得到的微米纳米多孔铜块体孔隙率为73.9～83.3％，力学强度为2.71～1.85MPa。”
复审请求人认为：（1）配料步骤以及清洗干净Cu-Al合金是为了实现本申请解决其技术问题的必要技术手段；（2）去合金化法制备多孔金属所需时间与合金的厚度和孔结构存在密切的关系，对比文件1制备的孔尺寸最大只有39.5nm，而本申请构筑的是纳米和微米存在的两级孔结构，二者制备的是完全不同的孔结构，微米级孔能够极大的提高腐蚀液的扩散速度，从而能够在短时间内去合金化完全，提高了多孔铜的孔隙率及制备效率；（3）本申请可解决去合金化不能制备具有一定强度的大尺寸块体多孔铜的缺点，利用本申请的方法可获得去合金化完全的微米纳米孔结构的多孔铜块体，其孔隙率高且具备一定的力学强度，而且省略了甩带、溅射或沉积等工艺，无需购买大型甩带、溅射或沉积设备，因此本申请工艺简单，生产周期短，成本低，利于推广。因此，权利要求1-7具备创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年5月3日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年4月10日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1-7相对于对比文件1与本领域常规技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。针对复审请求人的意见，合议组认为：（1）尽管配料步骤以及清洗干净Cu-Al合金是制备铜铝合金的必要技术手段，但其属于本领域的常规技术手段，虽然对比文件1未明确记载配料和清洗的具体过程，但其制备合金时也必然包括配料和清洗等过程；（2）虽然对比文件1的实施例4在27℃室温下去合金化制备的孔尺寸最大只有39.5nm，但如前所述，对比文件1中公开了在20-70℃的温度范围内进行去合金化处理，当在65℃的温度下对相同成分的铜铝合金进行去合金化处理时，也可获得具有权利要求1所限定孔结构、孔隙率和强度的多孔铜块体；（3）对比文件1中公开的也是利用化学去合金化法选择性腐蚀合金中的铝从而获得多孔铜块体，也公开了厚度可达3mm，并且也是仅采用熔炼工艺制备合金，省略了甩带、溅射或沉积等工艺。
针对上述复审通知书，复审请求人于2019年5月10日提交了意见陈述书，同时修改了权利要求书，在权利要求1中补入“所述熔炼的工艺为：于真空电弧熔炼炉、氩气保护气氛下熔炼，熔炼时调节功率输出为20%，熔炼过程中将样品反复熔炼3次，每次2～3min；所述铜为铜锭、铜块或铜粉，其纯度为>99.9%；所述铝为铝锭、铝块或铝粉，其纯度为>99.9%”，并删除权利要求6和7。修改后的权利要求1如下：
“1. 一种去合金化制备微米纳米多孔铜块体的方法，其特征是采用熔炼工艺制备铜含量为10～30at.%前驱体铜铝合金，而后利用化学去合金化法选择性的腐蚀合金中的铝，从而获得具备微米纳米孔结构、高孔隙率的多孔铜块体；
该方法采用以下的步骤：
（1）根据拟制备铜铝合金中的铜含量、铜和铝的密度计算出铜和铝的质量比，按计算结果称量所需的铜和铝的质量；
（2）将称量好的铜和铝进行熔炼，得到Cu含量为10～30at.%的Cu-Al合金块体；该合金块体的相组成均为α-Al (Cu) Al2Cu和Al2Cu，其中α-Al (Cu) Al2Cu组成的特殊的层状共晶结构可在脱合金后形成分布于纳米孔中的微米级大孔区域，该微米纳米孔结构中的微米级大孔区域为去合金化提供了大的通道，使去合金化更为彻底，提高了去合金化制备的多孔铜的孔隙率；
（3）将清洗干净的Cu-Al合金块体放入装有化学腐蚀液的容器中，进行去合金化；
（4）观察容器内活泼金属铝与腐蚀液反应的气泡，待再无气泡产生时取出Cu-Al合金块体，其为多孔铜块体材料；
（5）将多孔铜块体材料清洗干净，之后保存备用；
经过上述步骤后，即可获得微米纳米多孔铜块体材料；
所述的多孔铜块体，其尺寸为6mm×6mm×3mm，酸腐蚀液腐蚀得到的微米纳米多孔铜块体孔隙率为70.4～80.6%，力学强度为3.06～1.91MPa；碱腐蚀液腐蚀得到的微米纳米多孔铜块体孔隙率为73.9～83.3%，力学强度为2.71～1.85MPa；
所述熔炼的工艺为：于真空电弧熔炼炉、氩气保护气氛下熔炼，熔炼时调节功率输出为20%，熔炼过程中将样品反复熔炼3次，每次2～3min；
所述铜为铜锭、铜块或铜粉，其纯度为>99.9%；
所述铝为铝锭、铝块或铝粉，其纯度为>99.9%。”
在上述程序的基础上，合议组认为，本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
1、关于审查文本
复审程序中对权利要求书进行了修改。本复审请求审查决定针对的审查文本为：2019年5月10日提交的权利要求第1-5项，申请日2016年1月4日提交的说明书第[0001]-[0056]段、说明书附图图1-图7、说明书摘要及摘要附图。
2、关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
如果权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术相比存在区别技术特征，而采用所述区别技术特征解决相应的技术问题是本领域技术人员根据需要作出的常规选择，那么该权利要求的技术方案是显而易见的，不具备创造性。
权利要求1要求保护一种去合金化制备微米纳米多孔铜块体的方法，对比文件1公开了一种以铸造合金为前驱体的脱合金法制备纳米多孔金属的方法，并具体公开了（参见对比文件1的说明书第[0006]-[0008]段，实施例4）：本发明材料的前驱体由以下的组分组成（at%）：60-85 at%铝（Al），其余为钯（Pd），或者铜（Cu）、铂（Pt）及总量不大于0.5%的不可避免的杂质（对应于铜含量15-40 at%，与本申请权利要求1的范围部分重叠）。本发明的材料制备方法具体为：（1）在真空状态下，将铝锭和钯片（或铜片、铂片）按照预定的原子比在较高熔点组元的熔点温度以上100-300℃温度下进行熔炼，使合金块组元混合均匀，然后浇铸于金属模中，凝固成形；（2）用机械切割（线切割、刀具切割、锯床等）的方法将合金块制成厚度在0.3-3mm范围内的合金薄片，作为脱合金化处理的前驱体备用；（3）在20-70℃的温度范围内，使制得的薄片状前驱体合金分别在1-8mol/L的氢氧化钠溶液中进行选择性腐蚀，直至无明显气泡冒出后取出，然后清洗、烘干，从而制得多孔材料。
由此可见，对比文件1中也公开了一种去合金化制备微米纳米多孔铜块体的方法，权利要求1请求保护的技术方案与对比文件1的区别特征在于：（1）具体限定了配料步骤以及清洗干净Cu-Al合金；（2）多孔铜块体具备微米纳米孔结构，并限定了合金块体的相组成、多孔铜块体的尺寸和化学腐蚀后的孔隙率和强度；（3）具体限定了熔炼工艺及原料。
针对区别特征（1），虽然对比文件1未明确配料的过程，但是根据拟制备铜铝合金中的铜含量、铜和铝的密度计算出铜和铝的质量比，按计算结果称量所需的铜和铝的质量属于本领域在配置熔炼合金原料时的常规做法，并且将熔炼好的合金清洗干净后再放入装有化学腐蚀液的容器中进行去合金化也属于本领域的常规技术手段。
针对区别特征（2），合金块的厚度3mm已被对比文件1公开，而合金块的长度和宽度是根据需要来确定的。熔炼所得合金的相组成一般取决于成分和热处理方法，由于本申请与对比文件1的合金成分相同（合金组成部分重叠），而且熔炼后都是采用常规方法制成块体，因此所得合金的相组成必然相同。正如本申请说明书第[0006]段记载的那样：“从相图可知，Cu含量为10～30at.％的铜铝合金其相组成均为α-Al(Cu) Al2Cu和 Al2Cu”。从本申请的实施例可以看出，所得多孔铜块体的孔结构、孔隙率和强度与去合金化时的温度有关，在65℃的水浴中进行去合金化时能够获得具有权利要求1所限定孔结构、孔隙率和强度的多孔铜块体。而对比文件1中公开了在20-70℃的温度范围内进行去合金化处理，在对比文件1的基础上可获得具有权利要求1所限定孔结构、孔隙率和强度的多孔铜块体是显而易见的。
针对区别特征（3），对比文件1公开了真空熔炼，在氩气保护气氛下熔炼属于本领域的常规技术手段，具体限定的熔炼参数以及熔炼原料也属于本领域的常规选择，效果是可以预期的。
因此，在对比文件1的基础上结合本领域的常规技术手段而获得权利要求1的技术方案，对本技术领域的技术人员来说是显而易见的，因而权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求2-5分别对其引用的权利要求作了进一步限定，对比文件1已经公开了在5mol/L的氢氧化钠溶液中进行选择性腐蚀，其浓度和权利要求5中限定的十分接近，而根据实际应用中对孔隙率等要求适当调整碱溶液的浓度也属于本领域的常规技术手段。而由于铝是两性金属，因此，也可以采用酸溶液进行选择性腐蚀，并且采用5wt.%的HCl也属于本领域的常规选择。因此，当其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求2-5也不具备创造性。
复审请求人认为：
（1）区别特征1是为了实现本申请解决其技术问题的必要技术手段。
（2）制备时间是多孔金属尺寸的决定因素，而孔隙率及孔隙尺寸限制了去合金化的速度，对比文件1制备的孔尺寸最大只有39.5nm，会限制腐蚀液的扩散速度，而本申请构筑的是纳米和微米的两级孔结构，二者制备的是完全不同的孔结构，微米级孔能够极大的提高腐蚀液的扩散速度，从而能够在短时间内将厚度最低为3mm的合金的去合金。
（3）本申请所使用的原料为高纯铝粉和高纯铜粉，而对比文件1所制备的合金中除铝和铜外，还含有钯（Pd）或者铂（Pt）及其他杂质。杂质将严重影响合金的组分，是对比文件1只提及得到了纳米尺寸孔而没有提及两级孔的主要原因，本申请通过严格控制原料的纯度和比例从而准确控制前驱体合金的组分，进而得到具有两级孔结构的多孔金属铜。
对此，合议组认为：
（1）尽管区别特征1是制备铜铝合金的必要技术手段，但其属于本领域的常规技术手段，虽然对比文件1未明确记载配料和清洗的具体过程，但本领域技术人员在其基础上制备合金的具体操作中容易想到包括配料和清洗等过程；
（2）虽然对比文件1的实施例4在27℃室温下去合金化制备的孔尺寸最大只有39.5nm，但如前所述，对比文件1中公开了在20-70℃的温度范围内进行去合金化处理，当65℃的温度下对相同成分的铜铝合金进行去合金化处理时，也可获得具有权利要求1所限定孔结构、孔隙率和强度的多孔铜块体；
（3）对比文件1所制备的合金并非如申请人所述“除铝和铜外，还含有钯（Pd）或者铂（Pt）及其他杂质”，事实上，其公开的合金基体为铜、钯或铂之一，实施例4表明原料为80%铝、20%铜及总量不大于0.5%的不可避免的杂质，本领域技术人员由此容易想到以高纯铝和高纯铜为原料。
综上，复审请求人陈述的理由不具备说服力，合议组不予支持。
根据上述事实和理由，合议组作出如下复审请求审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年1月31日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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