发明创造名称：新型高强度抗腐蚀太阳能电池边框
外观设计名称：
决定号：200631
决定日：2020-01-15
委内编号：1F252295
优先权日：
申请（专利）号：201610220280.6
申请日：2016-04-08
复审请求人：董超超
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：付继光
合议组组长：米春艳
参审员：王源
国际分类号：C22C21/16、1/03、1/06，C22F1/057，C23C22/02
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求请求保护的技术方案与对比文件公开的技术方案之间存在区别技术特征，但所述区别特征或者是被其他现有技术公开并给出了结合的技术启示，或者是本领域的常规技术手段，则该权利要求不具备突出的实质性特点。
全文：
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年3月2日发出驳回决定，理由是权利要求1相对于对比文件1（CN103993208A，公开日为2014年8月20日）、对比文件2（CN101765674A，公开日为2010年6月30日）、对比文件3（CN102560312A，公开日为2012年7月11日）、对比文件4（CN103273026A，公开日为2013年9月4日）、对比文件5（CN104928676A，公开日为2015年9月23日）和本领域常规技术手段的结合不具备创造性。驳回决定针对的文本是申请人于2018年1月15日提交的权利要求第1项，申请日2016年4月8日提交的说明书摘要、说明书第1-76段。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年5月21日向国家知识产权局提出复审请求，对驳回决定所针对的权利要求1进行了修改，并认为修改后的权利要求1具备创造性。
经形式审查合格后，国家知识产权局受理了该复审请求，并将本案转送至原实质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，国家知识产权局依法成立合议组对本案进行审查。
合议组于2019年6月10日发出复审通知书，继续指出修改后的权利要求1相对于对比文件1-5和本领域常用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。
针对上述复审通知书，复审请求人于2019年7月10日提交了意见陈述书，将权利要求1重新修改为驳回决定文本中的权利要求1，并论述了修改后的权利要求1具备创造性的理由。
针对复审请求人的上述修改以及意见陈述，合议组于2019年9月6日再次发出复审通知书，继续指出修改后的权利要求1相对于对比文件1-5和本领域常用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。
针对上述复审通知书，复审请求人于2019年9月30日提交了意见陈述书，在驳回文本的基础上，增加了新的技术特征“熔炼好的金属液浇注到已经预热至300℃左右的坩埚中在100MPa的条件下静置2h，可防止金属液体凝固过程中形成疏松结构的铸锭，从而影响太阳能电池边框板材的强度，同时在高压的条件下有利于形成致密结构的铸锭，增强太阳能电池边框的强度”，复审请求人新提交的权利要求1如下：
“1. 新型高强度抗腐蚀太阳能电池边框，其特征在于，所述太阳能电池边框按重量百分比包括Mg0.2％，Si 2.0％，Cu4.0％，Mn0.2％，Fe0.2％，Zr0.1％，Er0.1％，Cr0.01％，Ni0.01％，Ti0.1％，Al余量，所述太阳能电池边框为由以下步骤制成：
(1)于300℃下预热熔炼中使用的加热炉和纯铝1～2h；
(2)预热后的纯铝在减压状态下熔炼温度为750℃的加热炉中完全熔化后加入单晶硅颗粒，单晶硅颗粒熔化后加入铝铜中间合金、铝锰中间合金、铝铬中间合金、铝镍中间合金、铝铁中间合金、铝锆中间合金以及少量稀土元素铒，并保温一段时间至中间合金完全熔化，充分搅拌后将加热炉升温，加入铝钛中间合金至铝钛中间合金完全熔化，降温至750℃，扒渣，加入纯镁，在真空的条件下保温30～40min；
(3)加入Al-5Ti-B、Al-lOSr和RE三种金属细化变质剂，三者加入的重量百分比比例为8:1:3；同时使用三种细化变质剂可增强太阳能电池边框的抗拉强度、屈服强度、伸长率和布氏硬度，同时使用三种细化变质剂的太阳能电池边框的抗拉强度增加了6.892％，屈服强度增加了5.974％，伸长率增加了18.0％和布氏硬度增加了9.821％；
(4)加入精炼剂充分反应，除气、除渣；
(5)熔炼好的金属液浇注到已经预热至300℃左右的坩埚中在100MPa的条件下静置2h，形成铸锭；
(6)所述铸锭切割成合适尺寸后于550℃的条件下进行12小时的均匀化退火，炉冷至室温；
(7)所述铸锭升温至420℃后保温3小时，进行五个道次的热轧，每个道次热轧完后在530℃保温半小时；
(8)热轧后进行三个道次的冷轧，铝合金一端相对固定并连接超声波振动装置，另一端进入轧机中，激振频率为12kHz，铝合金超声振动受压延伸，冷轧后对合金在240℃下进行2个小时的退火处理，得到一定厚度的铝合金板材；
(9)对铝合金板材在540℃下进行半小时的固溶处理，然后水淬；
(10)铝合金板材在180℃下进行5小时的人工时效；
(11)将混合粉末C和V均匀涂抹于铝合金板材的表面，使用横流连续波Cq激光器对铝合金板材进行激光处理改性，使得铝合金板材表面形成纳米级压痕的同时将混合粉末C和V熔融覆盖于铝合金板材的表面，处理过程中使用氩气进行保护，其激光器工艺参数范围为：激光功率1.7kw，扫描速率13mn/s，束斑直径均为4mm；
(12)配置盐酸体积与去离子水体积比为2:1的盐酸溶液，以乙醇为溶质配置5mM的十八烷基三氯硅烷溶液，将得到的铝合金放入盐酸溶液中处理2min，处理完后用大量去离子水冲洗铝合金表面以去除多余的盐酸，随后将样品放置于十八烷基三氯硅烷溶液中浸泡12h，制备的样品在80℃下干燥30min；
(13)成型，制成的太阳能电池边框的抗拉强度、屈服强度、伸长率和布氏硬度分别为398.4MPa、325.8MPa、20％、112HB；
为了测定太阳能电池边框表面生成膜层在盐溶液中的耐蚀性能，采用Tafel曲线和电化学阻抗谱来评价薄膜的防腐性能，在进行电化学测试之前所有样品都在NaCl溶液中浸泡一段时间，电化学阻抗谱和计划曲线在开路点位(OCP)稳定之后进行测量，得到太阳能电池边框板材的腐蚀电位(Ecorr)和腐蚀电流密度(Icorr)的数值，一般认为腐蚀电位越高样品腐蚀的倾向越小，而腐蚀电流密度越小表示样品的腐蚀速度越小，耐蚀性能越好。测量得到的太阳能电池边框板材的腐蚀电位(Ecorr)为-545.8mV，太阳能电池边框板材的腐蚀电流密度(Icorr)为1.421μAcm-2，而未经过处理的太阳能电池边框是-1057mV，未经处理的太阳能电池边框的腐蚀电流密度(Icorr)为4.303μAcm-2，由此可知，本发明的太阳能电池边框板材抗腐蚀性能相比于未经过处理的太阳能电池边框有所提升；
三种细化变质剂对太阳能电池边框都有积极作用，但是单独使用时存在一定的局限性，如单独加入Sr作变质处理，合金吸气倾向加剧，降低合金的致密性，易形成严重的柱状晶组织,导致力学性能反而下降，稀土容易氧化，变质效果维持时间短等；而Al-5Ti-B细化剂的抗衰减性能仍不能令人满意,而且易受Zr原子的毒化而失去细化晶粒的能力，无法充分发挥其各自的优点；
合理调整各个元素重量百分比的比例，使得太阳能电池边框中形成保持最大时效强化能力的Mg2Si相，增强太阳能电池边框强度的同时增加其延伸率；加入适当比例的Cu元素，降低自然时效对材料性能的不利影响，形成更细小、更多的Mg2Si相(针状β″相)，同时避免加入Cu元素后降低太阳能电池边框抗蚀性；加入微量Mn和Cr，会产生弥散相,抑制合金再结晶,提高合金强度，增加合金抗晶间腐蚀能力，改善合金性能；适量的稀土元素加入太阳能电池边框中,可以减少或消除熔铸过程中的气体和有害杂质、增加流动性、细化晶粒、加速时效过程，而且适量的稀土元素与其他元素相互配合能够有效地改善合金的力学性能及腐蚀性能；
熔炼好的金属液浇注到已经预热至300℃左右的坩埚中在100MPa的条件下静置2h，可防止金属液体凝固过程中形成疏松结构的铸锭，从而影响太阳能电池边框板材的强度，同时在高压的条件下有利于形成致密结构的铸锭，增强太阳能电池边框的强度。”
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出复审请求审查决定。
二、决定的理由
（一）审查文本
本复审请求审查决定所针对的文本为：复审请求人于2019年9月30日提交的权利要求第1项，申请日2016年4月8日提交的说明书摘要、说明书第1-76段。
（二）关于创造性
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。
如果一项权利要求请求保护的技术方案与对比文件公开的技术方案之间存在区别技术特征，但所述区别特征或者是被其他现有技术公开并给出了结合的技术启示，或者是本领域的常规技术手段，则该权利要求不具备突出的实质性特点。
权利要求1请求保护一种新型高强度抗腐蚀太阳能电池边框。
对比文件1公开了一种Al-Mg-Si-Cu-Mn-Er合金材料及其制备方法，其具体组成为：Mg：0.85-0.94%，Si：0.58-0.63%，Cu：0.65-0.72%，Mn：0.18-0.21%，Er：0.15-0.45%，余量为Al。其具体制备工艺包括如下步骤：1a、配料：按照Al、Mg、Si、Cu、Mn和Er的质量百分比，称取金属Al（即纯铝）、Al-Mg中间合金、Al-Si中间合金、Al-Cu中间合金、Al-Mn中间合金以及Al-Er中间合金，作为配料；1b、熔化：首先将金属Al、Al-Mn中间合金、Al-Si中间合金和Al-Cu中间合金作为原料组 A加入到预热至280℃的坩埚中（预热熔炼炉），加热到730℃，恒温至原料组A软化下塌时，在原料组A表面撒上覆盖剂；继续恒温至原料组A完全熔化时，获得熔体B；1c、加入Al-Mg中间合金：降温至690℃，向熔体B中加入Al-Mg中间合金，搅拌至Al-Mg 中间合金完全熔化，获得熔体C；1d、加入Al-Er中间合金：升温至750℃，加入Al-Er中间合金，撒上覆盖剂，恒温至Al-Er中间合金完全熔化，获得熔体D（包含全部原料）；1e、精炼：降温至720℃，在熔体D中加入精炼剂C2Cl6，将C2Cl6浸没于熔体D中至无黄色气体冒出，然后静置保温20min；加入C2Cl6的质量为配料总质量的0.5％；1f、浇注：使用黄铜材质的铸造模具（本申请中为坩埚）完成对熔体D的浇注，获得合金铸锭；步骤2：对所述合金铸锭依次进行均匀化处理、塑性变形获得Al-Mg-Si-Cu-Mn-Er合金板材，然后再对所述Al-Mg-Si-Cu-Mn-Er合金板材进行热处理，即得Al-Mg-Si-Cu-Mn-Er合金材料。所述均匀化处理是将步骤1所得合金铸锭加热至550℃并保温11h，然后空冷至室温；所述塑性变形是将均匀化处理后的合金铸锭在465℃条件下保温30min，然后进行多道次热轧（本申请为五道次），每道次热轧后在465℃条件下保温5min，再进行下一道次热轧，每道次热轧的加工率不超过25％，热轧的总加工率在60％-70％；在热轧结束后，进行退火，退火条件为：在415℃条件下保温2h，然后空冷至室温；在退火结束后，再进行多道次冷轧，获得Al-Mg-Si-Cu-Mn-Er合金板材，冷轧每道次加工率为10％-20％，冷轧总加工率为60％-70％；所述热处理是将经塑性变形后所获得的Al-Mg-Si-Cu-Mn-Er合金板材依次进行固溶处理和时效处理；所述固溶处理是将Al-Mg-Si-Cu-Mn-Er合金板材加热到555℃，保温45min，然后水淬至室温，获得固溶后合金板材，淬火转移时间不大于25s；所述时效处理是将固溶后合金板材升温至175℃，保温8h，然后空冷至室温，即得 Al-Mg-Si-Cu-Mn-Er合金材料；设冷轧共n道次，当n为偶数时，则在完成n/2道次冷轧后进行一次退火，然后再继续下一道次冷轧；当n为奇数时，则在完成(n 1)/2 道次冷轧后进行一次退火，然后再继续下一道次冷轧；退火条件为：在415℃下保温2h，然后空冷至室温（参见其权利要求1-7）。
对比文件2公开了一种由合金制成的挤压产品，其具体组成为（重量%）：Si＜0.30，Fe＜0.30，Cu＜0.05，Mn：0.5-1.2，Mg 0.5-1.0，Zn＜0.20，Cr：0.10-0.30，Ti＜0.05，Zr＜0.05，Ni＜0.05，其他每种＜0.05且其他总共＜0.15，余量为铝；并具体公开了其添加Fe、Zr、Cr、Ni、Ti对于合金产品性能的影响（参见其说明书第[0016]-[0027]段）。
对比文件3公开了一种七组合变质的低锌热浸镀铝合金镀层材料，该合金成分为Zn≤30，极化变质剂10-4～15，合金强化剂10-4～6.0，溶剂钝化剂10-4～1.82，沉淀硬化剂10-4～0.5，晶粒细化剂10-4～1.0，稀土添加剂10-4～1.0，基体界面反应缓冲剂0.001～2.0，其余为Al和不可避免的微量杂质。极化变质剂包括稀贵金属元素和碱金属元素，以及含有稀贵金属元素和碱金属元素的合金；稀贵金属元素包括Ag、Au、Ga、Ge、Hf、Ru、Rh、Pd、Re、Os、Ir、Pt、Ta或V，14种元素可以使用其中任意一种，也可以任意两种或两种以上混合使用；碱金属元素包括Be、Li、Mg、Ca、Sr或Ba。合金强化剂包括Cu、Li或Mg，以及含有Cu、Li或Mg的合金。溶剂钝化剂包括Co、Cr、Mn、Mo、Nb、Ni或W，以及含有Co、Cr、Mn、Mo、Nb、Ni或W的合金；7种元素每种可以单独使用，也可以混合使用。沉淀硬化剂包括Bi、Cd、In、Pb、Sb、Sn或Tl，7种元素每种可以单独使用，也可以混合使用。晶粒细化剂包括B、C、Ti或Zr和它们相互形成的化合物，以及B、C或N与高熔点过渡元素形成的高硬度高稳定性化合物，包括：Co-B，Co-C或Co-N；Cr-B，Cr-C或Cr-N；Fe-B，Fe-C或Fe-N；Mo-B，Mo-C或Mo-N；Nb-B，Nb-C或Nb-N；Ni-B，Ni-C或Ni-N；Ti-B，Ti-C或Ti-N；V-B，V-C或V-N；W-B，W-C或W-N；Zr-B，Zr-C或Zr-N。稀土添加剂为17种稀土元素中的某一种稀土元素，或一种以上的混合稀土元素（参见其权利要求1-7）。
对比文件4公开了一种铝合金板带的多能场非对称下沉式铸轧制备方法，在铸轧过程中，采用电磁/超声复合能场，在振动冲击作用下，铝合金熔体与轧辊接触强度提高，强化熔体的凝固相变及动态形核过程，细化晶粒组织，降低各向异性指数，降低制耳率（参见其权利要求1、4以及说明书第[0014]段）。
对比文件5公开了一种强化和修复飞机部件的涂层材料制备方法，在待涂敷区域，采用激光熔覆的方法，制得厚度0.3-0.6mm的合金涂层，激光功率5000-6000W，扫描速率750-950mm/min，搭接率20-30%，光斑直径3-6mm，在氩气保护下进行（参见其权利要求1）。
经对比可知，权利要求1所要求保护的技术方案与对比文件1相比，其区别特征在于：铝合金还含有Fe、Zr、Cr、Ni、Ti，且Mg、Si、Cu、Er的含量不同；并限定了铝合金用于形成太阳能电池边框，相应制备方法中也通过冲压塑型得到太阳能电池边框，且具体制备方法也存在以下不同：预热、熔炼、浇注、均匀化、热轧、冷轧、固溶、时效中所限定的具体工艺参数不同；限定了采用三种变质剂的变质、精炼过程，冷轧中采用超声振动的辅助手段，对板材表面进行激光熔覆的步骤，以及酸洗去除氧化膜和改性的步骤，限定了铝太阳能电池边框的抗腐蚀性的测定方法以及合金组成限定所依据的原理，并通过新增特征进一步描述了步骤（5）所能达到的技术效果。
复审请求人认为：本申请保护主题是抗腐蚀太阳能电池边框，对比文件1-5分别是各自不同的加工工艺和制备方法，对比文件1-5分别解决的技术问题以及达到的技术效果不同，并未涉及本申请的发明构思，本申请通过限定的工艺、参数和步骤，各个组分和参数之间相互协同，共同配合实现本申请所需要的太阳能电池边框的性能，取得了明显的技术效果。新增的技术特征没有被对比文件公开，克服了复审通知书所指出的缺陷，因此认为本申请具备创造性。
关于上述区别以及复审请求人的意见，合议组经审查后认为：
首先，本申请和对比文件1的技术方案所要解决的技术问题是基本一致的，均是要提高铝合金的耐腐蚀性能及强度（参见对比文件1的说明书第[0002]-[0004]段），虽然两者的作用对象略有差别，但基本的发明构思是相近的；且铝合金是本领域用于制备太阳能组件边框的常见材料，本领域技术人员容易想到根据铝合金的这些性能将对比文件1中的铝合金板材用于制造太阳能电池边框，并相应在制备铝合金的方法中增加冲压塑型的步骤；
其次，关于铝合金的具体组成和比例：对比文件2公开了将Ti和Zn控制在杂质水平，能够改善其铝合金的抗腐蚀表现；添加少量的Cr可以改善抗腐蚀性；较低的铁的添加，在提高机械性能的同时不会导致抗腐蚀性的下降；Zr、Ni的存在会影响腐蚀性能，因此将其控制在极低的含量。由此可见，对比文件2已经给出了在铝合金中添加Fe、Zr、Cr、Ni、Ti的技术启示，本领域技术人员能够想到将其用于对比文件1中以解决其技术问题，并通过有限的实验，获得权利要求1中所限定的Fe、Zr、Cr、Ni、Ti的含量。同时，虽然对比文件1中Mg、Si、Cu、Mn和Er的含量与本申请权利要求1不同，但对比文件1同样以Mg、Si作为主要添加元素，属于稀土Er强化的Al-Mg-Si合金，本领域技术人员能够通过常规的实验，获得权利要求1所限定的Mg、Si、Cu、Mn、Er的含量，而无需付出创造性的劳动。关于复审请求人强调的本申请具备Mg2Si相以及其他元素形成弥散相，一方面，本申请并未公开任何对于微观组织的表征，本领域技术人员难以判断本申请微观组织中，具备复审请求人所声称的各种相以及相应的效果；另一方面，本领域的技术人员在对比文件1的基础上进行相应的调整之后，也可以预期其能够获得与本申请大致相当的结构和效果；
再次，关于具体的制备工艺，对比文件1与本申请制备铝合金的工艺流程大致相同，并具体公开了预热、熔炼、浇注、均匀化、热轧、冷轧、固溶、时效等工艺步骤，且本领域技术人员知晓铝合金的熔炼温度较低，在熔炼过程中将熔点高、难熔的金属采用中间合金的形式添加，将易烧损的元素在最后加入也是本领域的常规选择，而低压惰性气体保护熔炼是本领域惯用的熔炼方法，其所能达到的技术效果也是公知的，而由于对比文件1和本申请在合金组成的差异而产生的工艺参数设定上的差别，则是本领域技术人员能够通过常规的有限的实验获得的，无需付出创造性的劳动；关于采用三种变质剂的变质、精炼：对比文件3给出了添加复合变质剂对铝合金变质的技术启示，也公开了可以含有B/Ti组成的细化剂、包含Sr组成的极化变质剂，可包含Er的稀土添加剂，同时对比文件1也公开了采用铝铒中间合金的形式添加Er，对本领域技术人员而言，Al-5Ti-B、Al-l0Sr、RE均是本领域常规的细化变质剂，本领域技术人员可根据实际需要来复合添加这些变质剂。至于三者的添加比例则是本领域技术人员通过常规的实验就可得到的，而添加三种变质剂所带来的抗拉强度、屈服强度、伸长率、布氏硬度增加量以及其他效果均是本领域技术人员可以预期的，上述性能特征并不能给该权利要求带来创造性；关于冷轧中采用超声振动：热轧和冷轧均是合金板材成型中常见的工艺，虽然对比文件4公开的属于热轧，但其给出了采用超声振动辅助轧制以细化晶粒的技术启示，本领域技术人员容易想到在冷轧中采用相应的手段以解决对应的技术问题，其所能达到的技术效果也是可以预期的；关于板材表面进行激光熔覆：对比文件5给出了采用激光熔覆方式强化合金表面的技术启示，虽然没有公开仅含有C、V，但是C、V属于常规的激光熔覆材料，本领域技术人员能够想到采用碳和钒形成碳化钒涂层以强化铝合金，而横流连续波Cq激光器属于常规的激光设备，形成纳米级压痕属于激光的必然效应，激光功率的选择以产品的形状为依据，而扫描速率和光斑直径都落入对比文件5公开范围内，能够通过常规的有限的实验获得；铝合金表面酸洗腐蚀再改性属于常规的工艺，而盐酸属于常规的酸洗液，十八烷基三氯硅烷属于常规的改性剂，改性能够增加铝合金表面附着力，配置改性液的比例，时间，以及浸泡、干燥的时间都属于常规的工艺参数，是本领域技术人员能够通过有限的实验获得的，其技术效果也能够预期。
最后，对于特征“为了测定太阳能电池边框表面生成膜层在盐溶液中的耐腐蚀性能，……而且适量的稀土元素与其他元素相互配合能够有效地改善合金的力学性能及腐蚀性能”，之前的驳回决定已经进行了相应的评述，其实质上是限定了测定铝合金管的抗腐蚀性能的具体方法以及调整合金组成所依据的理论基础，对于抗腐蚀性能的测定方法其限定特征最终获得的结论是铝合金管的抗腐蚀性能比未处理有所提升，然而抗腐蚀性能属于铝合金管的固有属性，测定方法的异同不能影响铝合金管的抗腐蚀性能；对于调整合金组成的理论基础，权利要求1保护的方法在于合金组成，其合金组成限定的理论依据并不影响权利要求1中合金组成的保护范围，也不能影响权利要求1限定的其他特征，因此上述区别特征并未对权利要求1的创造性做出贡献；而对于复审请求人新增的步骤（5）所能达到的技术效果特征，其属于本领域的技术人员在想到采用步骤（5）工艺和参数的基础上，容易预期的技术效果，同样不能赋予权利要求1以创造性。
综上所述，在对比文件1的基础上结合对比文件2-5以及本领域的常规技术手段以获得权利要求1请求保护的技术方案是无需付出创造性的劳动的，其技术效果也能够预期。因此权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
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3月2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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