发明创造名称：在陶瓷基质复合材料中产生内腔室的方法
外观设计名称：
决定号：197700
决定日：2019-12-17
委内编号：1F245234
优先权日：2012-04-27，2013-02-28
申请（专利）号：201310149114.8
申请日：2013-04-26
复审请求人：通用电气公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：焦磊
合议组组长：李阳
参审员：谭晓倩
国际分类号：C04B35/583，C04B35/622
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求与最接近的现有技术相比存在区别技术特征，但对于本领域技术人员而言所述区别技术特征属于本领域中解决本申请实际所要解决技术问题的常规技术手段，则该权利要求的技术方案是显而易见的，不具有突出的实质性特点，因而不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201310149114.8，名称为“在陶瓷基质复合材料中产生内腔室的方法”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为通用电气公司，申请日为2013年4月26日，优先权日为2012年4月27日、2013年2月28日，公开日为2014年1月29日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2017年11月3日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-18不符合专利法第22条第3款的规定。驳回决定所依据的文本为：申请日2013年4月26日提交的说明书第1-46段、说明书摘要、说明书附图第1-3幅和摘要附图，2017年3月6日提交的权利要求第1-18项。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种形成具有至少一个内腔室的CMC制品的方法，所述方法包括：
通过将所述CMC制品的预浸料坯带放置在至少一个心轴上而将至少一个心轴并入到CMC预成型件中，其中所述至少一个内腔室包括多个腔室，并且所述至少一个心轴包括多个心轴；以及
使所述CMC预成型件经受热处理，其中，所述至少一个心轴熔化以形成熔融材料，其从所述CMC预成型件排出以在所述CMC预成型件内留下至少一个内腔室。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述心轴由锡或锡合金构成。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热处理为烧制过程。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个心轴不具有润湿所述CMC预成型件的组分并且/或者与所述CMC预成型件的组分反应的材料。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括回收所述熔融材料和由所述熔融材料形成另一个心轴。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括利用包括陶瓷材料的浆料涂覆所述至少一个内腔室。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述陶瓷材料为氮化硼。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述碳化硼的平均颗粒大小为大约0.5微米至1.0微米。
9. 一种形成具有至少一个内腔室的CMC制品的方法，所述方法包括：
通过将所述CMC制品的预浸料坯带放置在至少一个心轴上而将至少一个心轴并入到CMC预成型件中，所述至少一个心轴由不润湿所述CMC预成型件的任何组分并且与所述CMC预成型件的任何组分不反应的材料构成，其中所述至少一个内腔室包括多个腔室，并且所述至少一个心轴包括多个心轴；
使所述CMC预成型件经受烧制过程，其中，所述至少一个心轴熔化以形成熔融材料，其不润湿所述CMC预成型件，并且不与所述CMC预成型件的组分反应，并且从所述CMC预成型件排出以在所述CMC预成型件中留下至少一个内腔室；以及
利用浸渗剂熔渗所述CMC预成型件以形成具有所述至少一个内腔室的所述CMC制品。
10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述至少一个心轴的材料为元素锡。
11. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述至少一个心轴的材料为锡合金。
12. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述熔渗步骤之前利用陶瓷材料的浆料涂覆所述至少一个内腔室，所述陶瓷材料不能够被所述浸渗剂润湿。
13. 根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述陶瓷材料为氮化硼。
14. 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述氮化硼的平均颗粒大小为大约0.5微米至1.0微米。
15. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述至少一个内腔室为冷却槽或孔。
16. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述CMC制品为翼型构件。
17. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述CMC制品基于至少一种硅化合物。
18. 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述浸渗剂为硅，并且所述至少一种硅化合物为SiC。”
驳回决定认为：权利要求1-18相对于对比文件2（US2005/0056020A1，公开日为2005年3月17日）与本领域常规技术手段的结合不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年2月22日向国家知识产权局提出复审请求，同时修改了权利要求书。具体修改包括：在权利要求1、9中进一步限定，“通过将CMC预成型件放置在至少一个心轴上而将至少一个心轴并入到所述CMC预成型件中，其中所述CMC预成型件包括呈包括期望的增强材料的带状结构形式的多个预浸料坯层，CMC基质材料的前体，以及粘合剂”，删除特征“所述至少一个内腔室包括多个腔室，并且所述至少一个心轴包括多个心轴”；将权利要求8中记载的“碳化硼”修改为“氮化硼”；增加从属权利要求19。复审请求时新修改的权利要求书共19项，其中权利要求1、8、9、19如下：
“1. 一种形成具有至少一个内腔室的CMC制品的方法，所述方法包括：
通过将CMC预成型件放置在至少一个心轴上而将至少一个心轴并入到所述CMC预成型件中，其中所述CMC预成型件包括呈包括期望的增强材料的带状结构形式的多个预浸料坯层，CMC基质材料的前体，以及粘合剂；以及
使所述CMC预成型件经受热处理，其中，所述至少一个心轴熔化以形成熔融材料，其从所述CMC预成型件排出以在所述CMC预成型件内留下至少一个内腔室。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述氮化硼的平均颗粒大小为大约0.5微米至1.0微米。
9. 一种形成具有至少一个内腔室的CMC制品的方法，所述方法包括：
通过将CMC预成型件放置在至少一个心轴上而将至少一个心轴并入到CMC预成型件中，其中所述CMC预成型件包括呈包括期望的增强材料的带状结构形式的多个预浸料坯层，CMC基质材料的前体，以及粘合剂，所述至少一个心轴由不润湿所述CMC预成型件的任何组分并且与所述CMC预成型件的任何组分不反应的材料构成；
使所述CMC预成型件经受烧制过程，其中，所述至少一个心轴熔化以形成熔融材料，其不润湿所述CMC预成型件，不与所述CMC预成型件的组分反应，并且从所述CMC预成型件排出以在所述CMC预成型件中留下至少一个内腔室；以及
利用浸渗剂熔渗所述CMC预成型件以形成具有所述至少一个内腔室的所述CMC制品。
19. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述CMC预成型件在并入步骤中是未固化的并且被放置在所述至少一个心轴的表面上。”
复审请求人认为：对比文件2所依赖的技术手段，实际上是使心轴材料气化，这就不可避免的将会导致如本申请提及的现有技术的不利情况，本领域技术人员在对比文件2的基础上不能认识到解决气体挥发造成的不利影响该采用的技术手段。修改后的权利要求明确限定了“所述CMC预成型件包括呈包括期望的增强材料的带状结构形式的多个预浸料坯层，CMC基质材料的前体，以及粘合剂”，对比文件2没有公开以上CMC预成型件的特定材料成分。并且，在对比文件2中，还明确指出了CMC制品的热处理和心轴材料的移除是通过两个不同的步骤来执行的。与常规的方法相比，本申请的方法不需要单独的步骤来移除心轴材料。并且，对比文件2所公开的并不是对CMC预成型件进行热处理，其实际公开的是一种使CMC织物形成的编织管状“致密化”的工艺。对于本申请的技术方案而言，“心轴材料在CMC预成型件的热处理期间熔化”，这实际上具有双重功能，即，不仅使得去除了心轴材料，同时还使得能够形成期望的预成型件。本申请的方案巧妙地将心轴材料的去除与预浸料坯的加工结合在一起。而现有技术的公开（包括对比文件2）并不能使本领域技术人员意识到这样的效果。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年3月13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2月25日向复审请求人发出复审通知书，指出：在对比文件2的基础上结合本领域常规技术手段得到权利要求1-19的技术方案，对本领域技术人员而言是显而易见的，权利要求1-19不具备专利法第22条第3款规定的创造性。合议组同时告知复审请求人：对比文件2公开了通过蒸发、氧化、化学反应等方式去除消耗性材料，其目的是将消耗性材料原本占据的空间形成腔室（内腔室），但本领域技术人员熟知，移除消耗性材料以获得内腔室的手段不仅可以包括蒸发（气化），还可以包括熔融（液化），例如在铸造中经常使用的熔模法（也称失蜡法）。在制造内腔室时，根据不同的精度及环境等要求选择气化或液化去除消耗性材料是本领域技术人员容易选择的，其技术效果可以预期。根据公知常识文献可知，叠合法制备CMC制品以及包括带状增强材料、基质先驱体和粘合剂的预成型件对本领域技术人员而言是常见的。对比文件2已经公开在炉中致密化，本领域技术人员能够判断，CMC织物在炉中的致密化即为经热处理形成陶瓷的过程，因此对比文件2已经公开了热处理。此外，对比文件2还公开了：可以将单股纤维缠绕在管的圆周上，以帮助织物成形为心轴形状。然后可以根据本领域已知的标准方法将冷却管和背衬材料的组件放置在炉中用于致密化，以填充织物内的空隙。然后可以通过化学，氧化或蒸发手段除去消耗性材料，并完成任何进一步的精加工步骤。或者，可以在部分致密化之后除去消耗性材料，然后在特定过程所需的其他处理步骤完成之后进行致密化（参见对比文件2说明书第44-45段）。可见，对比文件2中去除消耗性材料的时机可以为致密化处理（热处理）之后，也可以为部分致密化之后且随后再完成致密化，由此“心轴材料在CMC预成型件的热处理期间熔化”是本领域技术人员容易想到的方式。因此，对复审请求人的复审理由不予支持。
复审请求人于2019年6月11日提交了意见陈述书，未修改申请文件。复审请求人列举维基百科关于词条“investment casting”(即中文术语“熔模法”)的解释与对比文件2的相关内容认为，现有技术中心轴材料的移除是一个单独的步骤，心轴材料的去除和热处理不会“同时进行”。
合议组于2019年9月25日再次发出复审通知书，认为权利要求1-19不具备创造性，并告知复审请求人对其意见陈述不予支持的理由。
复审请求人于2019年10月29日提交了意见陈述书，同时修改了权利要求书。具体修改包括：将权利要求3合并至权利要求1，适应性地修改后续权利要求的序号和引用关系，增加从属权利要求19。修改后的权利要求书共19项，权利要求1、19具体如下：
“1. 一种形成具有至少一个内腔室的CMC制品的方法，所述方法包括：
通过将CMC预成型件放置在至少一个心轴上而将至少一个心轴并入到所述CMC预成型件中，其中所述CMC预成型件包括呈包括期望的增强材料的带状结构形式的多个预浸料坯层，CMC基质材料的前体，以及粘合剂；以及
使所述CMC预成型件经受热处理，其中，所述至少一个心轴熔化以形成熔融材料，其从所述CMC预成型件排出以在所述CMC预成型件内留下至少一个内腔室；所述热处理为烧制过程。
19. 根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述热处理包括所述烧制过程之前的固化步骤。”
复审请求人坚持认为本申请权利要求具备创造性，并陈述了具体理由。
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
（一）、关于审查文本
本复审请求审查决定针对的审查文本为：申请日2013年4月26日提交的说明书第1-46段、说明书附图图1-3、说明书摘要和摘要附图，2019年10月29日提交的权利要求第1-19项。
（二）、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。
如果一项权利要求与最接近的现有技术相比存在区别技术特征，但对于本领域技术人员而言所述区别技术特征属于本领域中解决本申请实际所要解决技术问题的常规技术手段，则该权利要求的技术方案是显而易见的，不具有突出的实质性特点，因而不具备创造性。
1.权利要求1请求保护一种形成具有至少一个内腔室的CMC制品的方法。对比文件2公开了一种制造蛇形冷却管组件的方法，冷却管和冷却管组件可以由陶瓷基质复合（CMC）材料制成，其中冷却管内部形状可以通过使用模具形成所需形状的消耗性材料形成。消耗性材料可以具有允许其随后通过本领域已知的标准方法去除的性质，例如通过化学溶剂，氧化或蒸发。CMC织物可以编织或缠绕在消耗性心轴周围。如果需要，可以将单股纤维缠绕在管的圆周上，以帮助织物成形为心轴形状。然后可以根据本领域已知的标准方法将冷却管和背衬材料的组件放置在炉中用于致密化，以填充织物内的空隙。然后可以通过化学，氧化或蒸发手段除去消耗性材料，并完成任何进一步的精加工步骤。或者，可以在部分致密化之后除去消耗性材料，然后在特定过程所需的其他处理步骤完成之后进行致密化（参见对比文件2说明书第44-45段）。
显然，CMC织物即CMC预成型件，消耗性材料被去除后即形成内腔室，而对于本领域技术人员而言，炉中的致密化步骤即热处理步骤，也即烧制过程。权利要求1要求保护的技术方案与对比文件2相比，区别技术特征在于：CMC预成型件包括呈包括期望的增强材料的带状结构形式的多个预浸料坯层，CMC基质材料前体，以及粘合剂；消耗性材料即心轴熔化形成熔融材料被排出。基于上述区别技术特征，权利要求1实际解决的技术问题在于：避免以气化形式形成内腔室。
对于上述区别技术特征，首先，本领域技术人员公知，连续纤维CMC制品的制备工艺根据纤维成型方式的不同，可以分为“叠合法”和“编织法”两大类，叠合法即将纤维或纤维布浸渍陶瓷浆料，然后黏结、叠合成型；而连续纤维先驱体热解法是在三维编织的纤维预制体中浸渍有机先驱体，经高温裂解转化陶瓷并进而制成CMC的方法；此外，料浆浸渍包括通过用有机黏合剂将陶瓷原料及其他添加剂一起调成浆料，然后让纤维从此浆料中通过，使纤维表面粘附上一层浆料，缠绕到卷筒上，经烘干和剪切制成无纺布（参见公知常识文献：《陶瓷材料的强韧化》，穆柏春 等著，冶金工业出版社，2002年出版，具体参见第171-182页）。可见，CMC预成型件包括呈包括期望的增强材料的带状结构形式的多个预浸料坯层，CMC基质材料前体，以及粘合剂，属于本领域的常规技术手段。其次，对比文件2公开了通过蒸发、氧化、化学反应等方式去除消耗性材料，其目的是将消耗性材料原本占据的空间形成腔室（内腔室），但本领域技术人员熟知，移除消耗性材料以获得内腔室的手段不仅可以包括蒸发（气化），还可以包括熔融（液化），例如在铸造中经常使用的熔模法（也称失蜡法）。在制造内腔室时，根据不同的精度及环境等要求选择气化或液化去除消耗性材料是本领域技术人员容易选择的，其技术效果可以预期。因此，在对比文件2的基础上结合本领域常规技术手段得到权利要求1要求保护的技术方案是显而易见的，权利要求1不具有突出的实质性特点，不符合专利法第22条第3款关于创造性的规定。
2.权利要求2进一步限定心轴由锡或锡合金构成，然而对于本领域技术人员来说，锡或锡合金由于其熔点温度较低，是一种常规的熔模材料（参见公知常识文献：《艺术铸件的制作技术》，方正春等编著，国防工业出版社，1995年出版，具体参见第106-108页）。因此权利要求2的附加技术特征是容易想到的。
权利要求3进一步限定至少一个心轴不具有润湿所述CMC预成型件的组分并且/或者与所述CMC预成型件的组分反应的材料，但对于本领域技术人员来说，避免心轴材料与成型件内壁反应是显而易见的。
权利要求4进一步限定回收熔融材料并再利用，这属于本领域减少原料消耗、降低生产成本的常规技术手段。
权利要求5-7分别进一步限定了采用陶瓷浆料涂覆内腔室、陶瓷材料为氮化硼，限定了氮化硼的平均颗粒大小。对于本领域技术人员来说，为保证随后的渗硅工艺的进行，在内腔室采用氮化硼浆料涂覆内腔室是容易想到的，具体浆料颗粒大小也是根据涂覆要求容易确定的。
因此，在引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求2-7也不具备创造性，不符合专利法第22条第3款关于创造性的规定。
3.权利要求8请求保护一种形成具有至少一个内腔室的CMC制品的方法。对比文件2公开的内容参见上述意见1。显然，CMC织物即CMC预成型件，消耗性材料被去除后即形成内腔室，而对于本领域技术人员而言，炉中的致密化步骤即热处理步骤，也即烧制过程。权利要求8要求保护的技术方案与对比文件2相比，区别技术特征在于：CMC预成型件包括呈包括期望的增强材料的带状结构形式的多个预浸料坯层，CMC基质材料前体，以及粘合剂；消耗性材料即心轴熔化形成熔融材料被排出；至少一个心轴不具有润湿所述CMC预成型件的组分并且/或者与所述CMC预成型件的组分反应的材料；利用浸渗剂熔渗所述CMC预成型件以形成具有所述至少一个内腔室的所述CMC制品。基于上述区别技术特征，权利要求8实际解决的技术问题在于：避免以气化形式形成内腔室。
对于上述区别技术特征，首先，本领域技术人员公知，连续纤维CMC制品的制备工艺根据纤维成型方式的不同，可以分为“叠合法”和“编织法”两大类，叠合法即将纤维或纤维布浸渍陶瓷浆料，然后黏结、叠合成型；而连续纤维先驱体热解法是在三维编织的纤维预制体中浸渍有机先驱体，经高温裂解转化陶瓷并进而制成CMC的方法；此外，料浆浸渍包括通过用有机黏合剂将陶瓷原料及其他添加剂一起调成浆料，然后让纤维从此浆料中通过，使纤维表面粘附上一层浆料，缠绕到卷筒上，经烘干和剪切制成无纺布（参见公知常识文献：《陶瓷材料的强韧化》，穆柏春 等著，冶金工业出版社，2002年出版，具体参见第171-182页）。可见，CMC预成型件包括呈包括期望的增强材料的带状结构形式的多个预浸料坯层，CMC基质材料前体，以及粘合剂，属于本领域的常规技术手段。其次，对比文件2公开了通过蒸发、氧化、化学反应等方式去除消耗性材料，其目的是将消耗性材料原本占据的空间形成腔室（内腔室），但本领域技术人员熟知，移除消耗性材料以获得内腔室的手段不仅可以包括蒸发（气化），还可以包括熔融（液化），例如在铸造中经常使用的熔模法（也称失蜡法）。在制造内腔室时，根据不同的精度及环境等要求选择气化或液化去除消耗性材料是本领域技术人员容易选择的，其技术效果可以预期。此外，对于本领域技术人员来说，避免心轴材料与成型件内壁反应是显而易见的。而对于本领域技术人员来说，利用熔融金属在虹吸作用下浸渍到基体中并氧化为陶瓷来制备陶瓷基复合材料属于CMC制品的常规制备工艺（参见公知常识文献：《陶瓷材料的强韧化》，穆柏春 等著，冶金工业出版社，2002年出版，具体参见第171-182页）。
因此，在对比文件2的基础上结合本领域常规技术手段得到权利要求8要求保护的技术方案是显而易见的，权利要求8不具有突出的实质性特点，不符合专利法第22条第3款关于创造性的规定。
4.权利要求9-13分别进一步限定了权利要求8，参见对权利要求2-7的评述，权利要求9-13的附加技术特征是本领域技术人员容易想到的，因此在引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求9-13也不具备创造性，不符合专利法第22条第3款关于创造性的规定。
5.权利要求14-15分别进一步限定了内腔室为冷却槽或孔，CMC制品为翼型构件，而这对于本领域技术人员来说为内腔室和CMC制品的常规类型。
权利要求16-18分别进一步限定了CMC制品基于至少一种硅化合物，浸渗剂为硅，并且所述至少一种硅化合物为SiC，CMC预成型件在并入步骤中是未固化的并且被放置在所述至少一个心轴的表面上。对于本领域技术人员来说，利用熔融金属在虹吸作用下浸渍到基体中并氧化为陶瓷来制备陶瓷基复合材料属于CMC制品的常规制备工艺，而基体为SiC、浸渗剂为硅也是常规选择；此外，对比文件2已经公开了将单股纤维缠绕在管的圆周上，以帮助织物成形为心轴形状，然后根据本领域已知的标准方法将冷却管和背衬材料的组件放置在炉中用于致密化，即已公开了权利要求18的附加技术特征。
权利要求19进一步限定包括固化步骤，而对本领域技术人员而言，热处理中CMC制品经历固化过程是显而易见的。
因此在引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求14-19也不具备创造性，不符合专利法第22条第3款关于创造性的规定。
（三）、关于复审请求人的意见陈述
复审请求人认为：本申请独立权利要求1和8中，都强调了在烧制过程期间（也即，在熔渗之前）使心轴熔化以形成熔融材料，进而去除了心轴。对于对比文件2所公开的方法而言，其所公开的过程是：1）熔渗/致密化，即填充空隙，以及2）从CMC制品去除可消耗材料（也即，在熔渗之后）。或者是：1）部分熔渗/致密化，即填充空隙；2）去除可消耗材料；以及3）完成熔渗/致密化。由此可见，对比文件2所公开的方法中，可消耗材料的去除与致密化（烧制）的过程依然不是同时进行的，而是分步进行。
合议组经审查后认为：对比文件2中“致密化”的过程实际上即陶瓷基质复合（CMC）材料的烧结过程，这一过程通过在炉中加热完成，而心轴材料的移除也是通过加热使其熔融，显然如果心轴材料的熔点低于陶瓷基质复合（CMC）材料的烧结温度时，所述的去除步骤与致密化步骤完全可以同时进行，即先到达心轴材料的熔点，使其开始熔融并排除，同时继续加热到达CMC制品的烧结温度进行烧结；反之即使心轴材料的熔点高于陶瓷基质复合（CMC）材料的烧结温度，同样去除步骤与致密化步骤也可以同时进行，即先到达CMC制品的烧结温度进行烧结，同时继续加热到达心轴材料的熔点，使其开始熔融并排除。可见，本领域技术人员在对比文件2的基础上，将消耗性材料的移除与预成型件的热处理同时进行是容易想到的，其技术效果容易预期。因此，合议组对复审请求人的主张不予支持。
基于上述事实和理由，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2017年11月3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。
郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。
