Путь современных разработок от идеи до воплощения на примере высокоэнтропийных сплавов (ВЭС)

Концепция ВЭС, свойства и варианты составов, зародившиеся в последнее десятилетие 20 века, были первоначально описаны в общедоступном виде в единичных публикациях Джэн-Вэй Е [1] и Кантора [2], подхвачены специалистами, многократно приумножившими количество публикаций по данной тематике, и привело в результате к тому, что на сегодняшний день область, связанная с высокоэнтропийными материалами, может рассматриваться как одна из наиболее динамично растущих областей материаловедения и проектирования материалов.

На высокоэнтропийные системы возлагают ожидания, заключающие в получении уникальных комплексов свойств для криогенных, высококоррозионных, жаропрочных, магнитных или иных специальных применений.

На рис. 1 приведено количество публикаций, в заголовке которых присутствует «High-Entropy Alloy», по данным БД «Lens.org» для непатентных источников, и по патентной базе данный Patentscope – для патентных источников (собственная выборка автора).

Исходя из приведенной на рис. 1 хронологии, а также признавая роль Джэн-Вэй Е в качестве «отца высокоэнтропийных сплавов», можно по литературным источникам датировать появление этого класса материалов в научной литературе приблизительно в 2003–2004 гг. (см. [1]), при этом отслеживаемые патентные публикации относятся к более раннему периоду 2002(2000) г. [3, 4].

Бытует мнение, что среди видов всех научно-технических источников информации именно патентные источники обладают наименьшей содержательностью и информативностью, и поэтому зачастую годятся только для набора нужного числа публикаций для отчетов или квалификационных работ.

Однако приведенные выше данные по предметной области опровергают это заявление и, напротив, позволяют утверждать, что в странах с развитой и работающей системой охраны результатов интеллектуальной деятельности может возникать феномен первого появления нового научного знания именно в патентных источниках информации, то есть заявках или патентах на изобретение.

Этот феномен вполне ложится в логику существования патентной системы, которая исторически функционировала в интересах развития общества, предлагая изобретателям компромисс в виде ограниченных временем и территорией монопольных прав, в обмен на раскрытие своего нового решения, и ставя в основу получения таких прав наличие у решения положительного эффекта, то есть чем предлагаемое решение лучше существующих, и какое дает улучшение [5], тем самым манифестируя получаемый патент как инструмент конкурентной борьбы, но также давая возможность изобретателю осуществлять меры для внедрения нового решения в комфортных условиях, уже обладая охраной своей разработки.

Таким образом, можно утверждать, что классический путь новой разработки, от ее возникновения до широкого внедрения, на начальных этапах включает получение одного или нескольких патентов, охватывающих это решение, причем получение патентной охраны предшествует тому, что решение раскрывается в научных публикациях с достаточной для реализации детализацией.

Сегодня знания по ВЭС углубились и переходят в плоскость как научного процесса, так и рутинных исследований, направленных на использование научных знаний в практических объектах, по сути, подтверждая коммерциализацию и реализацию идеи [6-8 и др.].

С другой стороны, область ВЭС продолжает оставаться наукоемкой и на сегодняшний день, например, Китай абсолютно преобладает по количеству патентных документов по данной тематике, при этом среди заявителей и правообладателей доля учебных и исследовательских институтов приближается к 100% (данные автора). Это является признаком продолжения в Китае фундаментальных исследований и работающего контура системной поддержки и внедрения инноваций как на государственном уровне, так и в разрезе частного бизнеса, что по всей видимости, приведет к широкому переходу решений в области ВЭС в индустрию в самое ближайшее время.

Для сравнения, количество тематических публикаций, относящихся к ВЭС, на русскоязычном информационном портале eLIBRARY.RU, без патентной литературы, для областей техники – металлургия, механика, машиностроение, физика, показывает экспоненциальный рост, как это показано на рис. 2.

На рис. 3 показано количество выданных патентов с упоминанием ВЭС в Российской Федерации.

Из сравнения рис. 2 и рис. 3 видно, что стремительно растущее число публикаций и исследований данной тематики в нашей стране на сегодня в незначительном количестве переходит в патентную область, несмотря на предполагаемый УГТ технологии в целом на уровне 4 и выше [9].

Таким образом, можно отметить наличие потенциала роста данной области техники, при этом невысокое, в отличие от Китая, число патентов может косвенно свидетельствовать о том, что подготовка к индустриальному воплощению научного знания по классическому механизму, с получением промежуточной патентной охраны, еще не ведется в полной мере или же в рамках внедрения решений в данной области не предполагается использовать конкурентные механизмы.

Далее, рассматривая область ВЭС и высокоэнтропийных систем в контексте патентных исследований, стоит кратко остановиться на особенностях патентования таких объектов в Российской Федерации.

Классическое определение высокоэнтропийных сплавов, согласно [1] или [3], заключается в том, что высокоэнтропийный многокомпонентный сплав состоит по существу из 5 – 11 основных металлических элементов, доля каждого из основных металлических элементов в сплаве составляет от 5 до 30%.

Таким образом, в первом приближении высокоэнтропийный сплав будет рассматриваться как композиция, которую принято характеризовать качественным и количественным составом, а также в ряде случаев структурой и физико-химическими свойствами.

С другой стороны, как показали глубокие исследования ВЭС (см. например [7]), только композиционная составляющая не во всех случаях будет является основным определяющим признаком ВЭС, поскольку значительную роль в достижении свойств играет образование устойчивых интерметаллидных фаз и в целом структурно-фазовое состояние сплавов.

В настоящее время практика рассмотрения заявок на выдачу патента на изобретение в РФ накладывает определенные требования на характеристики композиции, а именно, что не допускается использование для характеристики композиции сведений, непосредственно к композиции не относящихся, причем к таким сведениям относятся и отличительные свойства, реализуемые композицией 10].

Такие требования являются дискуссионными [11], но на сегодня они приняты и активно используются Патентным Ведомством в отношении таких объектов, как «сплавы», что сразу переносит ВЭС в категорию решений, для патентования которых требуется достаточно высокая квалификация специалистов.

Как возможный подход, если полноценно охарактеризовать ВЭС, решающий определенную задачу и дающий положительный эффект, в виде качественного и количественного состава и структуры, не представляется возможным, можно обратиться к решениям, содержащим продукты из или с ВЭС.

Выводы Высокоэнтропийные сплавы и системы в настоящее время являются одним из перспективных направлений развития материаловедения и в ближайшее время в полной мере перейдут из научной среды к практическому воплощению.

Внедрение решений высокой степени технологической готовности подразумевает получение патентной охраны потенциальных продуктов и технологий, что обеспечивает более комфортное внедрение в отношении передачи сведений и научно-промышленного взаимодействия. Такая схема в отношении ВЭС в настоящее время при активной поддержке реализуется в КНР, позволяя предложить наличие лидерства как по УГТ, так и по готовности к промышленной реализации решений, что, по-видимому, направлено на завоевание технологического лидерства в конкретной технической области.

Патентная система предоставляет необходимые механизмы для правовой охраны перспективных решений в области ВЭС, что позволит конкурировать в том числе с разработчиками из других стран, но эти механизмы не активируются автоматически, а могут быть реализованы в рамках аккуратного отношения и системной поддержки перспективных разработок.

Список источников

1. Yeh J.-W., Chen S.-K., Lin S.-J., Gan J.-Y., Chin T.-S., Shun T.-T., Tsau C.-H., Chang S.-Y. Nanostructured High-Entropy Alloys withMultiple Principal Elements: Novel Alloy Design Concepts and Outcomes //Advanced Engineering Materials. 2004. Vol. 6, № 5. Р. 299–303. DOI 10.1002/adem.200300567.
2. Cantor B., Chang I.T.H., Knight P., Vincent A.J.B. Microstructural development in equiatomic multicomponent alloys // Materials Science and Engineering. 2004. A375–377. Р. 213–218. doi:10.1016/j.msea.2003.10.257.
3. Заявка на патент КНР CN1353204 A, опубл. 12 июня 2002 г., с приоритетом от 09 ноября 2000 г.
4. Заявка на патент США US 2002/0159914 A1, опубл. 31-10-2002, частичное продолжение заявки 07 ноября 2000 г.
Постановление Совмина СССР от 21.08.1973 № 584 об утверждении Положения об открытиях, изобретениях и рационализаторских предложениях: https://www.glavbukh.ru/npd/edoc/99_902066054, (дата обращения 08 июня 2026 г.).
6. Громов В.Е., Коновалов С.В., Перегудов О.А., Ефимов М.О., Шлярова Ю.А. Покрытия из высокоэнтропийных сплавов: состояние проблемы и перспективы развития // Изв. вузов. Черная металлургия. 2022. Т. 65. № 10. С. 683–692. DOI 10.17073/0368-0797-2022-10-683-692.
7. Салищев Г.А. Структура, свойства и практическое применение высокоэнтропийных сплавов. https://elar.urfu.ru/bitstream/10995/142280/1/978-5-91256-693-6_2005_053.pdf (дата обращения 08 июня 2026 г.).
8. Санин В.Н., Юхвид В.И., Икорников Д.М., Андреев Д.Е., Борщ В.Н., Ковалев Д.Ю., Сачкова Н.В. СВС литых высокоэнтропийных сплавов. Новый подход к формированию металлических материалов. https://ism.ac.ru/events/isman2016/pdf/Sanin_1.pdf (дата обращения 08 июня 2026 г.).
9. Уровни технологической готовности (УГТ/TRL). https://www1.fips.ru/about/green-page/urovni-tekhnologicheskoy-gotovnosti-ugt-trl.php (дата обращения 09 июня 2026 г.).
10. Требования к документам заявки на выдачу патента на изобретение, утверждены приказом Минэкономразвития России от 21 февраля 2023 г. № 107.
11. Самсонов М.В., Нистюк А.В. Подходы к патентованию сплавов в Российском и Евразийском патентных ведомствах // Металлург. 2021. № 6. С. 16–21.