浅谈创新思维在材料领域检索中的应用

李学毅

一、引言

检索是专利审查工作中的重要环节，检索质量和效率对专利审查的提质增效有重要影响。随着我国科技不断进步发展，专利申请的数量也呈现快速增长的态势。材料是科技发展的基础，材料领域的专利申请涉及方法、装置以及材料组成等多种类别，检索过程往往需要构建复杂的检索式，消耗大量的检索时间，如何能够快速准确检索显得尤为重要。本文结合无机材料领域的实际案例，探索组合思维、分解思维、侧向思维以及联想思维等创新思维在材料领域检索中的应用，旨在为大家提高检索效能提供一点参考。

二、组合思维

组合思维又称合向思维，是指把多项貌似不相关的事物通过想象加以连接，从而使之变成不可分割的新的整体的一种思考方式。在专利审查检索过程中，对于技术特征数量繁多的专利申请，采用组合思维，将几个检索要素从功能、作用和工序等角度进行合并，可组合出新的检索要素，创新检索思路。

案例1 一种TE 模通信用陶瓷介质谐振器的制备工艺，制造原料中含有：二氧化钛、二氧化锆、氧化锌和五氧化二铌以及微量掺杂添加物组分；其特征是:所述微量掺杂添加物组分是氧化锰与氧化铜组分；各组分含量的重量百分比为：二氧化钛30%～40%；二氧化锆14%～22%；氧化锌4%～10%；五氧化二铌38%～45%；氧化锰0.2%～0.45%；氧化铜0.05%～0.3%。

检索思路：该案涉及一种陶瓷介质谐振器，所涉及的原料包括二氧化钛、二氧化锆、氧化锌和五氧化二铌以及微量掺杂添加物组分，如果直接以原料作为关键词进行检索，检索结果较多，难以浏览筛选；通过阅读申请文件，留意到说明书中在背景技术部分中记载了“ZrTiO4、ZrTi2O6及ZnNb2O6材料是一种性能优异的钛酸盐、铌酸盐微波陶瓷，通过掺杂及其它手段可以获得具有合适的且可调的介电常数、高品质因数和良好稳定的谐振频率温度特性。在现有技术中，ZrTiO4、ZrTiO6及ZnNb2O6一般采用煅烧二步工艺制备，煅烧工序所需温度高，能耗大，制造成本高”。基于说明书给出的启示，可以将原料组成进行合并处理，其中所涉及的检索要素“氧化钛、二氧化锆、氧化锌和五氧化二铌”，可以合并为“钛酸锆、铌酸锌”，以其为关键词，可以快速获取对比文件。

具体检索过程如下：

CNABS? (+氧化钛 or TiO2) and (氧化锆 or ZrO2)and (氧化锌 or ZnO) and (五氧化二铌 or Nb2O3) and (+氧化锰 or MnO or MnO2or Mn3O4or 四氧化三锰) and(氧化铜 or CuO)Results32；没有可用的对比文件；

CNABS? (钛酸锆 or ZrTi2O6or ZrTiO4) and (铌酸锌 or ZnNb2O6) and (+氧化锰 or MnO or MnO2or Mn3O4or 四氧化三锰) and (氧化铜 or CuO)Results1；获得可用的X 对比文件。

该X 对比文件公开了一种Zr-Ti 基微波介质陶瓷材料，包括基料和添加剂；所述基料为(1-x)ZrTi2O6-xZnNb2O6，其中0.20 ≤x ≤0.40；所述添加剂为相当于基料质量0.50%-2.50%的CuO 和0.12%-0.90%MnO；其公开了该申请的原料组成，产品的性能与该申请也相当。

案例2 一种用于集成系统的芯片，其特征在于，由如下重量份数的组分制成：Mn3O45-10 份、Co2O34-10 份、NiO 8-12 份、Fe2O34-8 份、MnO25-9份、CuO 6-8 份、SiO25-9 份和聚甲基丙烯酸甲酯3-7 份。

检索思路：该案涉及一种陶瓷芯片，其组成比较复杂，以氧化物组分为入口，并没有合适的对比文件；根据本领域的芯片电阻陶瓷分类，一般会以金属元素的数量来分为N 元系材料，因此，可调整检索思路，将该案件中的金属元素合并为五元，通过以“五元”和“电阻”为关键词进行检索，在读秀中获得Y 类对比文件（《热敏电阻及其应用电路》，周志敏，中国电力出版社，2013 年1 月，第52 页），其公开了该热敏电阻是由Co、Mn、Ni、Cu、Fe 等过渡金属元素氧化物混合烧结而成。片式NTC 热敏电阻包含五元系材料，其可以为Mn-Co-Ni-Fe-Cu，另外氧化硅等常作为改性剂少量添加进去。NTC 热敏电阻大多在1200℃左右烧成，即公开了除粘结剂聚甲基丙烯酸甲酯PMMA 之外所有的组分金属元素。

小结：通过充分阅读申请文件，站位本领域技术人员，结合所属领域的常规表达，找寻各检索要素的内部关联，将检索要素进行适当的组合，可以形成新的检索思路，包括但不限于将同类的检索要素合并以及将检索要素重新组合。这种组合的检索思维不仅有利于提高检索效率，其所得到的对比文件与本申请在发明构思上也更为接近，在审查评述过程中便于说理，有助于专利审查中的提质增效。

三、分解思维

分解思维又称分离思维，是指一种将研究对象进行科学的分离或分解，使研究对象的本质属性和发展规律从复杂现象中暴露出来，从而使研究者能够理清研究思路，抓住主要矛盾，以获得新思路或新成果的思维方法。分解思维的宗旨是分离表象，辨别差异，剖析现象，透视本质。检索过程中，采用分解思维，可以将复杂的检索要素化繁为简，从发明构思出发，提高检索效率。

案例3 一种透明无铅压电陶瓷材料，其特征在于，所述透明无铅压电陶瓷材料的化学式为(Na1-x-y-zKzLiyCax)Nb1-xSnxO3，其 中x ＝0.02～0.08,y ＝0.02～0.10,z ＝0.35～0.55。

检索思路：该案涉及一种化学组成的陶瓷材料，其包括Na、K、Li、Ca、Nb、Sn 和O 等多种元素，如果采用常规的检索思路，直接以该化学式作为检索要素，难以获得可用的对比文件；通过分析该陶瓷材料的化学式，可以看出x 和y 的数值较小，而z 的数值范围较大，因此可以将该化学式拆分为包含Na、K、Nb 的主要成分以及包含K、Li、Sn 的添加成分；而当z=0.5 时，包含Na、K、Nb 的主要成分对应该申请常见的陶瓷材料KNN Na0.5K0.5NbO3；故，可以将检索思路调整为以“KNN”和“Li,Ca,Sn”作为关键词，可以快速寻找到X 类对比文件；具体检索过程如下：

CNABS? (+Na+or 钠) and (+K+or 钾) and (+Li+or 锂) and (+Ca+or 钙) and (+Nb+or 铌) and (+Sn+or锡) and 压电Results498；存在可用的X 对比文件；

(KNN or 铌酸钠钾 or 铌酸钾钠) and (+Li+or 锂)and (+Ca+or 钙) and (+Sn+or 锡) and 压电Results30；存在可用的X 对比文件。

该对比文件公开了一种铌酸钾钠基无铅压电陶瓷粉体，该陶瓷粉体的化学通式为：(K1-u-vNauLivAw)(Nb1-n-wSbnHw)O3，0.4 ≤u ≤0.6，0 ≤v ≤0.1，0 ≤w ≤0.1，0 ≤n ≤0.1，其中A 可选自Ca，n 可等于0，H 可选自Sn。在该案中，若直接将化学式分解为各种元素，以其作为检索要素，由于标引的原因，在专利摘要库中也检索不到合适的对比文件，而在专利全文库中检索，噪音非常大；同时，若拆解不合适，比如将化学式拆分为“KNN”、“LiNbO3”和“CaSnO3”，也不能获得相关的对比文件。

案例4 一种应用于能量收集器件的无铅压电陶瓷材料，其特征在于，化学组成为：(1-x)Ba(Zr0.185Cu0.015Ti0.8)O2.985-x(Ba0.7Ca0.3)TiO3，x的数值为0.50～0.70。相应的制备工艺包括以下步骤：(1)按照化学式(1-x)Ba(Zr0.185Cu0.015Ti0.8)O2.985-x(Ba0.7Ca0.3)TiO3中各元素的摩尔配比，称取原料BaCO3、CaCO3、BaZrO3、TiO2及CuO，其中，x 的数值为0.50～0.70；(2)将称量好的原料放入球磨罐中，以无水乙醇为介质置于球磨机中球磨，然后烘干，将干燥后的粉体在1100～1200℃下煅烧2 小时，随炉冷却；(3)将步骤(2)冷却后的粉料经过二次球磨并烘干，烘干后的粉末研磨并进行造粒；(4)将步骤(3)造粒得到的粉料静置后，压制成型，得到素坯体，然后进行排胶处理，最终在1300～1400℃烧结，保温4 小时，随炉冷却至室温，得到目标材料。

检索思路：该案涉及化学组成以及制备工艺，如果采用常规的检索手段，以其化学组成的元素作为检索要素进行检索，在专利以及非专利数据库中并不能检索到可用的对比文件；通过分析该化学式以及相应的制备方法，可以看出CuO 的含量非常低，可以认为是掺杂或者替换物，因此尝试将复杂的化学式 “(1-x)Ba(Zr0.185Cu0.015Ti0.8)O2.985-x(Ba0.7Ca0.3)TiO3”拆分为基料BaZrTiO3和BaCaTiO3，掺杂料为CuO；而基料BaZrTiO3和BaCaTiO3又可合并为本领域常见的BCZT（(Ba,Ca)(Zr,Ti)O3）来表达；故以 “BCZT”和 “CuO”作为检索要素进行检索，可以快速地在专利文献库、中国期刊网、ISI web of science 中检索到多篇X 类对比文件。

小结：与合并思维相比，分解思维是将数量少但是复杂的检索要素分解为多个检索要素；在分解过程中，需要根据具体案情，从发明构思出发，将主要的发明点拆分出来；同时，也要注意拆分后的检索要素的表达形式要与检索数据库的标引情况以及本领域的常规表达相一致，否则容易漏检。由于分解思维和合并思维的底层逻辑均是为了获得便于检索的检索要素，因此，也可根据具体的案情，将二者联用，提高检索效率。

四、侧向思维

侧向思维也称为旁通思维，它是沿着正向思维旁侧开拓出新思路的一种创造性思维。在检索过程中，除正面、直接检索外，尝试侧向思维检索，选择侧向思维来获取对比文件，可能会提高检索效率。

案例5 一种低磁导率温度系数MnZn 铁氧体材料的烧结方法，降温部分包括以下步骤：a、第一个降温阶段，从最高保温温度至1000℃以0.5-2.5℃/分钟降温速率降温，在平衡氧气氛中进行；b、保温阶段，当降温到1200-1050℃范围，选定一个温度作为保温段，保温时间为0.5-2 小时，氧分压维持在0.5-2%；c、第二个降温阶段，从1000℃降温至室温，降温速率为2.5-5.0℃/分钟，降温过程维持平衡氧分压。

检索思路：该案涉及一种工艺流程，并且涉及到具体的降温工序，很难用准确的关键词来表达该技术方案，若仅限定材料以及降温，获得的文献非常多；通过分析该降温工序，其中存在两段降温以及一段保温，其中还涉及降温速率以及保温时间；因此，可以将该制备方法可视化，将该工艺转换为降温曲线，以“曲线”作为其中的一个检索要素，在全文库中进行检索，重点浏览检索结果中的说明书附图，可以快速找到X 类对比文件，其公开了一种烧结方法，并且从其烧结曲线上可以明确看出存在第一降温阶段、保温和第二降温阶段，可以评述该申请的创造性。

小结：侧向思维在检索中非常有用，在常规检索思路没有获得可用的检索结果时，不妨发散思路，尝试侧向思维，触类旁通，从另外的维度来扩展检索要素，在材料领域包括但是不限于将制备方法可视化，以图片的形式来检索对比文件；将制备装置流程化，从工艺角度来检索对比文件；将材料组合物产品化，以产品的表征结果来检索对比文件等，往往会提高检索效率。

五、联想思维

联想思维是指从研究这一事物的现象和变化，联想到另一事物的现象和变化，探索它们之间有无共同的或类似的变化规律，借以解决自己所要研究解决的问题的思维方法。联想思维是由此及彼的思维，包括相似联想、对比联想和相关联想等。采用联想思维来检索，可以打开检索困局，扩展检索思路，发散检索思维。

案例6 一种半导体陶瓷，其特征在于，以具有用通式AmBO3表示的钙钛矿型结构的BamTiO3系组合物为主成分，100 摩尔%Ti 中，0.05 摩尔%以上0.3 摩尔%以下的范围内的Ti 被作为半导体化剂的W 置换，主要由Ba 占据的A位置与主要由Ti 占据的B位置之比m为0.99 ≤m≤1.002，构成所述A位置的元素的总摩尔数作为100 摩尔%时，Ca 含量在15 摩尔%以下的范围内；将电阻值达到25℃下的电阻值的2 倍时的温度定为2 倍点时，所述2 倍点在100℃以上；实测烧结密度为理论烧结密度的70%以上90%以下。

检索思路：该案中出现了一个自定义的技术特征2 倍点，根据该申请说明书的记载，“2 倍点”即半导体陶瓷的电阻值达到25℃下的电阻值的2 倍时的温度。但是以2 倍点作为关键词来检索，检索结果为0。

通过联想扩展，可知本领域有一个与“2 倍”相关的专业术语“开关温度tb”，其表示“阻值增大为零功率R25℃两倍时的温度，即Rb＝2R25℃时所对应的温度”；但是开关温度也不是本领域常见的表达方式，也难以检索到公开了具体数值范围的相关对比文件。

继续通过联想扩展，可知本领域存在另一个常见的专业术语“居里温度tc”，其表示“钛酸钡从正方晶系转变为立方晶系的转变温度”；并且开关温度tb和居里温度tc虽然是两个概念不尽相同的参数，但由于数值差别不大，人们也经常把开关温度视为居里温度。

可见基于本领域的常规技术知识，可以确定该案中的“2 倍点”从定义上来说是相当于常规术语“开关温度tb”，从数值角度来看相当于常规术语“居里温度tc”。因此，通过多次联想扩展，在检索时可以居里温度作为检索的关键词，从而获得可用的对比文件。

小结：对于检索过程中的疑难案件，通过直接的检索方式可能难以获得检索结果，甚至连检索要素的表达都相对不易，此时，采用联想思维检索，将不同的知识点连接起来，基于充分理解技术方案，站位本领域技术人员，从技术特征的内涵出发，找寻不同概念之间的相互联系，采用合乎逻辑的推理，寻找检索思路，也许能获得可用的对比文件。

六、结语

提高检索效率是专利审查提质增效的重要一环。实际审查过程中，每个案件都有自己的特点，通过准确站位本领域技术人员，从发明构思出发，寻找合适的检索思路，可以提高检索效率。笔者结合自己审查实践中的粗浅认识，给出了一些提升检索效率的思考，如有不当，还希望各位读者能够给予批评指正。