发明创造名称：一种核反应堆包壳材料用锆合金
外观设计名称：
决定号：201087
决定日：2020-01-14
委内编号：1F260626
优先权日：
申请（专利）号：201610001967.0
申请日：2016-01-06
复审请求人：中国核动力研究设计院
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：牛培利
合议组组长：张凌
参审员：马娜
国际分类号：C22C16/00,C22C1/02,C22F1/18,G21C3/07
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果要求保护的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别技术特征，现有技术中没有给出将上述区别技术特征应用到该最接近的现有技术以解决其存在的技术问题的技术启示，也没有证据表明其为本领域的公知常识，且该技术方案取得了有益的技术效果，则该要求保护的技术方案具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610001967.0，名称为“一种核反应堆包壳材料用锆合金”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为中国核动力研究设计院。本申请的申请日为2016年1月6日，公开日为2016年5月11日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年6月4日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-5不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为申请人于2016年1月6日提交的说明书第1-42段，说明书摘要，以及2017年9月20日提交的权利要求第1-5项。驳回决定中引用以下对比文件：
对比文件1：CN 103898365A，公开日2014年7月2日
对比文件2：CN 103898369A，公开日2014年7月2日
对比文件3：CN 103898367A，公开日2014年7月2日
对比文件4：CN 1305018A，公开日2001年7月25日
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种核反应堆包壳材料用锆合金，按重量百分含量计，由下列成分组成：Sn：0.2-0.6％，Nb：0.1-0.4％，Fe：0.35-0.65％，Cr：0.1-0.3％，Mo：0.05-0.08％，Ge或Bi：0.12-0.25％，Mn或Cu：0.05-0.09％，O：0.06-0.15％，C：小于0.008％，N：小于0.006％，余量为Zr及其他杂质。
2. 一种核反应堆包壳材料用锆合金，按重量百分含量计，由下列成分组成：Sn：0.2-0.4％，Nb：0.2-0.4％，Fe：0.35-0.5％，Cr：0.1-0.3％，Mo：0.05-0.08％，Ge或Bi：0.12-0.25％，Mn或Cu：0.05-0.09％，O：0.06-0.15％，C：小于0.008％，N：小于0.006％，余量为Zr及其他杂质。
3. 一种核反应堆包壳材料用锆合金，按重量百分含量计，由下列成分组成：Sn：0.2-0.4％，Nb：0.2-0.4％，Fe：0.35-0.5％，Cr：0.1-0.3％，Mo：0.05-0.08％，Ge或Bi：0.12-0.25％，Mn或Cu：0.05-0.09％，O：0.06-0.15％，C：小于0.008％，N：小于0.006％，余量为Zr及其他杂质。
4. 一种核反应堆包壳材料用锆合金，其特征在于，按重量百分含量计，由下列成分组成：Sn：0.4-0.6％，Nb：0.1-0.2％，Fe：0.4-0.65％，Cr：0.15-0.25％，Mo：0.05-0.08％，Ge或Bi：0.12-0.25％，Mn或Cu：0.05-0.09％，O：0.06-0.15％，C：小于0.008％，N：小于0.006％，余量为Zr及其他杂质。
5. 一种核反应堆包壳材料用锆合金，其特征在于，按重量百分含量计，由下列成分组成：Sn：0.4-0.6％，Nb：0.1-0.2％，Fe：0.4-0.65％，Cr：0.15-0.25％，Mo：0.05-0.08％，Ge或Bi：0.12-0.2％，Mn：0.1-0.25％，O：0.06-0.15％，C：小于0.008％，N：小于0.006％，余量为Zr及其他杂质。”
申请人中国核动力研究设计院（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年9月13日向国家知识产权局提出了复审请求，并提交了权利要求书的修改替换页（共2页10项）。复审请求人认为：1. 本申请同时添加Mo和V两种元素，并利用Ge、Bi替换V，本申请还添加Mn或Cu，对比文件1仅添加Ｖ或Mo的一种，不含Mn或Cu，对比文件2的Ge与V为共存关系，对比文件3的Bi仅用于替换As或Sb，没有包含Mo和V，还添加了Si和S。对比文件4的Nb含量远多于本申请，加入Cu或Mn的前提条件与本申请不同。本申请同时具有Mo和V两种元素，同时用Bi或Ge替换V，对比文件1-4没有公开。 2．本申请析出相包括ZrFeCrMoV和ZrNBFeCrMoV两种，析出相中的各个元素并不是单独存在，而是作为整体提高腐蚀效果。本申请要解决的是问题是研究一种能够在360℃纯水和400℃蒸汽中均能表现出优异的耐腐蚀性能的锆合金。本申请实施例第4、6、8组中同时使用Mo和V后，表现出优异的上述两种耐腐蚀性能。对比文件1-4中的在360℃纯水和400℃蒸汽中的腐蚀速度均高于本申请。本申请产生了上述两种析出相，使得本申请在360℃纯水的腐蚀速率仅为0.13mg/dm2/d，同时在400℃蒸汽中腐蚀速率仅为0.320.13mg/dm2/d。3．锆合金的耐腐蚀性能有多种环境。本申请引入Bi替换V是为了提高在360℃纯水和400℃蒸汽中的耐腐蚀性能，元素之间产生了协同作用。对比文件2提高的是在360℃纯水的耐腐蚀性能，对比文件3提高的是500℃蒸汽中的耐腐蚀性能。对比文件1不能同时添加Mo或V，没有考虑协同关系。对比文件2没有公开了Ge来代替V的这种替代体系条件，对比文件3也没有公开了Bi来代替V的替代条件，对比文件4的Nb含量是Sn的3-9倍，并还含有Si，本申请未添加Si，申请人没有动机在基础不同的锆合金中添加Cu或Mn以提高耐腐蚀性。
提出复审请求时新修改的权利要求书如下:
“1. 一种核反应堆包壳材料用锆合金，按重量百分含量计，由下列成分组成：Sn：0.2-0.6％，Nb：0.1-0.4％，Fe：0.35-0.65％，Cr：0.1-0.3％，Mo：0.05-0.25％，Ge或Bi或V：0.1-0.4％，Mn或Cu：0-0.25％，O：0.06-0.15％，C：小于0.008％，N：小于0.006％，余量为Zr及其他杂质。
2. 一种核反应堆包壳材料用锆合金，按重量百分含量计，由下列成分组成：Sn：0.2-0.6％，Nb：0.1-0.4％，Fe：0.35-0.65％，Cr：0.1-0.3％，Mo：0.05-0.25％，Ge或Bi或V：0.1-0.4％，O：0.06-0.15％，C：小于0.008％，N：小于0.006％，余量为Zr及其他杂质。
3. 一种核反应堆包壳材料用锆合金，按重量百分含量计，由下列成分组成：Sn：0.2-0.6％，Nb：0.1-0.4％，Fe：0.35-0.65％，Cr：0.1-0.3％，Mo：0.05-0.25％，Mn或Cu：0.05-0.25％，O：0.06-0.15％，C：小于0.008％，N：小于0.006％，余量为Zr及其他杂质。
4. 一种核反应堆包壳材料用锆合金，按重量百分含量计，由下列成分组成：Sn：0.2-0.6％，Nb：0.1-0.4％，Fe：0.35-0.65％，Cr：0.1-0.3％，Mo：0.05-0.25％，Ge或Bi或V：0.1-0.4％，Mn或Cu：0.05-0.25％，O：0.06-0.15％，C：小于0.008％，N：小于0.006％，余量为Zr及其他杂质。
5. 一种核反应堆包壳材料用锆合金，按重量百分含量计，由下列成分组成：Sn：0.2-0.4％，Nb：0.2-0.4％，Fe：0.35-0.5％，Cr：0.1-0.3％，Mo：0.05-0.25％，Ge或Bi或V：0.1-0.4％，Mn或Cu：0.05-0.25％，O：0.06-0.15％，C：小于0.008％，N：小于0.006％，余量为Zr及其他杂质。
6. 一种核反应堆包壳材料用锆合金，按重量百分含量计，由下列成分组成：Sn：0.2-0.4％，Nb：0.2-0.4％，Fe：0.4-0.6％，Cr：0.2-0.3％，Mo：0.05-0.25％，O：0.06-0.15％，C：小于0.008％，N：小于0.006％，余量为Zr及其他杂质。
7. 一种核反应堆包壳材料用锆合金，按重量百分含量计，由下列成分组成：Sn：0.2-0.4％，Nb：0.2-0.4％，Fe：0.35-0.5％，Cr：0.1-0.3％，Mo：0.05-0.25％，Ge或Bi或V：0.1-0.4％，Mn或Cu：0.05-0.25％，O：0.06-0.15％，C：小于0.008％，N：小于0.006％，余量为Zr及其他杂质。
8. 一种核反应堆包壳材料用锆合金，按重量百分含量计，由下列成分组成：Sn：0.2-0.4％，Nb：0.2-0.4％，Fe：0.35-0.5％，Cr：0.1-0.3％，Mo：0.05-0.25％，Mn或Cu：0.05-0.15％，O：0.06-0.15％，C：小于0.008％，N：小于0.006％，余量为Zr及其他杂质。
9. 一种核反应堆包壳材料用锆合金，其特征在于，按重量百分含量计，由下列成分组成：Sn：0.4-0.6％，Nb：0.1-0.2％，Fe：0.4-0.65％，Cr：0.15-0.25％，Mo：0.05-0.25％，V或Ge 或Bi：0.1-0.4％，Mn或Cu：0.05-0.25％，O：0.06-0.15％，C：小于0.008％，N：小于0.006％，余量为Zr及其他杂质。
10. 一种核反应堆包壳材料用锆合金，其特征在于，按重量百分含量计，由下列成分组成：Sn：0.4-0.6％，Nb：0.1-0.2％，Fe：0.4-0.65％，Cr：0.15-0.25％，Mo：0.05-0.25％，V或Ge或Bi：0.1-0.2％，Mn：0.1-0.25％，O：0.06-0.15％，C：小于0.008％，N：小于0.006％，余量为Zr及其他杂质。”
经形式审查合格，国家知识产权局依法受理了该复审请求，于2018年9月28日发出复审请求受理通知书，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9月12日向复审请求人发出复审通知书，指出独立权利要求1相对于对比文件1的区别为权利要求1中还含有0.1-0.4%的V或Ge或Bi，还含有一定量的Mn或Cu。对于V，对比文件1公开了V、Mo在锆合金中的作用相同，均是为了提高锆合金的耐腐蚀性能，其可以相互替换，对比文件2教导了添加Ge能够保证合金优良的耐腐蚀性能，对比文件3教导了添加Bi能够保证合金优良的耐腐蚀性能，因此本领域技术人员有动机在对比文件1公开的技术方案基础上进一步添加相应含量的V或Ge或Bi。另外对比文件4教导了可以添加Cu或Mn来改善机械强度和耐腐蚀性，本领域技术人员有动机进一步添加相应含量的Mn或Cu，其效果是可以预期的。因此，权利要求1不具备创造性。基于同样的理由，权利要求2-5，7-10也不具备创造性。权利要求6与对比文件1公开的内容相比，技术方案实质上相同，并且二者属于相同的技术领域，能够解决相同的技术问题，并能达到相同的技术效果，因此权利要求6不具备新颖性。对于复审请求人的意见陈述，合议组认为：1. 本申请权利要求1中包括多个并列技术方案，并不是所有的技术方案中都含有V，复审请求人多次强调的本申请“同时添加Mo和V”，仅存在于部分技术方案之中。对于含V的技术方案，对比文件1公开了添加V的作用，该作用与其在本申请中的作用相同，且其与Mo的作用相同，因此选择添加相同作用元素的一种或两种，属于本领域元素选择的常用技术手段。对于含有Ge的技术方案，以及含有Bi的技术方案，对比文件2和3分别公开了相似的锆合金，并公开了添加Ge、Bi的作用，该作用与其在本申请中的作用相同，因此对比文件2和3分别具有结合启示。对比文件4公开的锆合金也与本申请相似，对于合金体系是相同的，并公开了添加Mn或Cu的作用，该作用与其在本申请中的作用相同，因此对比文件4也给出了结合启示。2. 析出相的成分是由合金的成分决定的，在其合金成分是显而易见的情况下，其相应的析出相也是容易获得的。本申请说明书中记载的要解决的技术问题是针对现有成分配比作进一步优化，以得到一种新颖的、具有良好耐腐蚀性能的新型锆合金。而对比文件1-4记载的要解决的技术问题均是要提高锆合金的耐腐蚀性。本申请和各对比文件中均记载了不同类型的耐腐蚀性能，只是其不同类型的耐腐蚀性能的技术效果略有区别。其次，本申请实施例第4、6、8组中采用添加Ge或Bi或V的技术方案，然而，仅有第4组取得在360℃纯水和400℃蒸汽中的腐蚀速度较低的技术效果。对于第6和8组，其相应的360℃纯水和400℃蒸汽中的腐蚀性能并未高于不添加Ge或Bi或V以及Mn或Cu的技术方案（第1、2组实施例），而该1、2组的技术方案则落入对比文件1公开的技术方案中，本申请的实施例结果也证明了本申请添加相应元素后的技术方案的360℃纯水和400℃蒸汽中的腐蚀性能并不一定优于对比文件1。再次，复审请求人将对比文件1-4中的最优实施例的360℃纯水和400℃蒸汽中的腐蚀速度与本申请的最优结果进行比较，然而上述实施例的各合金元素成分，包括Sn、Nb等元素含量，均与本申请第4组的成分不同，因此各技术方案之间并不存在比较基础，也不能断定该腐蚀性能是由Ge或Bi或V而带来的。3. 根据本申请说明书的记载，并没有体现不同元素之间产生了协同作用。对于Ge、Bi、V，以及Mn与Cu，属于不同的元素，其上述物理性能也必然不同。然而本申请说明书实施例中，例如第3-8组实验，并没有指明Ge、Bi、V，或者Mn与Cu具体添加的是哪一种元素，然而获得的耐腐蚀性能参数却相同，因此根据说明书的记载并没有体现出本申请的元素之间具有协同效应，也没有体现出Bi替换V提高了在360℃纯水和400℃蒸汽中的耐腐蚀性能。
复审请求人于2019年10月9日提交了意见陈述书，并提交了权利要求书的修改替换页（共1页1项），修改方式为：根据实施例4的组分及含量对权利要求1进行了修改，删除权利要求2-10。复审请求人认为：1.本申请Mo元素是必须含有的元素，与V、Ge、Bi中的任一种均不是可以相互替换的关系，对比文件1-3均未公开上述添加方式；2.本申请限定了V或Ge或Bi的含量为0.25-0.4%，能够达到在360℃纯水和400℃蒸汽中锆合金耐腐蚀性能双佳的情况，对比文件1-3没有公开上述含量，不能取得同时在360℃纯水和400℃蒸汽中均具备更好的耐腐蚀性能的技术效果。
新修改的权利要求书如下：
“1. 一种核反应堆包壳材料用锆合金，按重量百分含量计，由下列成分组成：Sn：0.41-0.6%，Nb：0.1-0.15%，Fe：0.48-0.65%，Cr：0.25-0.3%，Mo：0.05-0.10%，Ge或Bi或V：0.25-0.4%，O：0.06-0.15%，C：小于0.008%，N：小于0.006%，余量为Zr及其他杂质。”
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，复审请求人于2019年10月9日提交了权利要求书的修改替换页（共1页1项），经审查上述修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。本复审请求审查决定针对的审查文本为：复审请求人于2016年1月6日提交的说明书第1-42段，说明书摘要，以及2019年10月9日提交的权利要求第1项。
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。
如果要求保护的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别技术特征，现有技术中没有给出将上述区别技术特征应用到该最接近的现有技术以解决其存在的技术问题的技术启示，也没有证据表明其为本领域的公知常识，且该技术方案取得了有益的技术效果，则该要求保护的技术方案具备创造性。
独立权利要求1请求保护一种核反应堆包壳材料用锆合金。对比文件1公开了一种用于水冷核反应堆的锆基合金，并公开了以下技术方案（参见说明书第0009段）：按重量百分比计，由下列成分组成：Sn：0.20-0.60，Nb：0.20-0.40，Fe：0.30-0.50，Cr：0.15-0.30，V或Mo：0.002-0.15，O：0.06-0.15，C：小于0.008，N：小于0.006，余量为锆。
权利要求1与对比文件1的区别在于：权利要求1限定了含有Mo的同时，还含有0.25-0.4%的Ge或Bi或V，且Mo含量不同；权利要求1限定的Nb含量与对比文件1不同。
对此，合议组认为，关于V，对比文件1公开了（参见说明书第0040段）钒能够改进合金耐腐蚀性能，但用量过多会有不利的影响。本发明中添加的钒含量小于0.15重量%，其能够保证合金在纯水和氢氧化锂水溶液中具有优良的耐腐蚀性能。同时，指出了钼能够改进合金耐腐蚀性能，但用量过多会有不利的影响。本发明中添加的钼含量小于0.15重量%，其能够保证合金在纯水和氢氧化埋水溶液中具有优良的耐腐蚀性能（参见说明书第0042段）。关于Ge，对比文件2公开了一种核反应堆用锆合金，并公开了（参见说明书第0011,0038段）按重量百分比计，由下列成分组成：Sn：0.40-0.60，Nb：0.40-0.60，Fe：0.30-0.50，Cr或V：0.05-0.15，Sb或Ge：0.002-0.10，Si或S：0.002-0.02，O：0.06-0.15，C：小于0.008，N：小于0.006，余量为锆。锗能改进合金耐腐蚀性性能，但用量过多会有不利的影响。本发明中添加的锗含量小于0.1重量%，其能够保证合金在纯水和氢氧化锂水溶液中具有优良的耐腐蚀性能。关于Bi，对比文件3公开了一种核动力反应堆芯结构材料的锆基合金，并公开了（参见说明书第0009，0039段）按重量百分比计，由下列成分组成：Sn：0.20-0.60，Nb：0.10-0.25，Fe：0.30-0.50，Cr 0.20-0.30，As或Sb或Bi：0 -0.10，Si或S：0-0.03，O：0.06-0.15，C：小于0.008，N：小于0.006，余量为锆。铋能改进合金耐腐蚀性性能，但用量过多会有不利的影响。本发明中添加的铋含量小于0.1重量%，其能够保证合金在纯水和氢氧化锂水溶液中具有优良的耐腐蚀性能。上述对比文件1-3均未公开添加Mo的同时添加V或Ge或Bi，且V或Ge或Bi的含量在0.25-0.4%，且也没有证据表明上述组分和含量属于本领域的公知常识。本申请在采用上述组分和含量后，在360℃纯水和400℃蒸汽中均表现出了更优异的耐腐蚀性能，因此本申请的锆合金成分取得了有益的技术效果。
综上所述，相对于对比文件1-3和本领域公知常识的结合，权利要求1具有突出的实质性特点和显著的进步，具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、关于驳回和前置意见
驳回决定及前置审查中认为，对比文件1与本申请均是以Zr-Sn-Nb体系为基，对比文件1教导了V所起的作用，本领域技术人员有动机继续添加V。对比文件2、3给出了添加Ge或Bi的启示，为了进一步提高合金的耐腐蚀性本领域技术人员有动机向对比文件1中添加Ge、Bi。本申请中包含了多个并列技术方案，不能表明本申请实施例产生的技术效果是同时添加了Mo和V的技术方案产生的效果，说明书实施例给出的技术方案也是包含多个技术方案，对测试结果并无进行区分，不能表明本申请说明书给出了添加Ge、Bi、Cu、Mn与其他元素产生协同作用的实验数据的证据证明。
合议组经审查认为，修改后的技术方案删除了含有Cu或Mn的技术方案，也修改了Ge或Bi或V的含量。虽然对比文件1-3分别教导了可以添加V、Ge、Bi元素可以改善耐腐蚀性能，然而并没有公开其添加含量可以在0.25-0.4%范围内，该含量组分也不属于本领域的公知常识。况且，根据本申请实施例的记载，实施例4记载了当含有Mo的同时，Ge或Bi或V含量为0.25%时，360℃/18.6MPa纯水的腐蚀速率为0.13mg/dm2/d，相对速率为0.87，在400℃/10.3MPa蒸汽中的腐蚀速率为0.32mg/dm2/d，相对速率为0.79，上述腐蚀性能均优于对比文件1-3中锆合金的相应腐蚀性能，获得了同时在360℃纯水和400℃蒸汽中均具备更好的耐腐蚀性能的技术效果，取得了有益的技术效果。
由此可见，经复审请求人的修改，已经克服了驳回决定和前置意见所指出的权利要求不具备创造性的缺陷。
基于上述事实和理由，合议组作出如下决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年6月4日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门在本复审请求审查决定所针对的审查文本的基础上对本申请继续进行审查。
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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