顏惠庚 李 弘

（常州市技術(shù)創(chuàng)新方法研究會(huì)，江蘇 常州 213031）

4 40 個(gè)發(fā)明原理

40 個(gè)發(fā)明原理是TRIZ 九大經(jīng)典理論之一。如果說門捷列夫的元素周期表使人類對物質(zhì)世界的認(rèn)識從混沌走向光明，那么阿奇舒勒的40 個(gè)發(fā)明原理則從根本上揭示了技術(shù)創(chuàng)新的內(nèi)在規(guī)律，使發(fā)明創(chuàng)造從神秘走向科學(xué)，它是工業(yè)文明時(shí)代的孫子兵法。

4.1 40 個(gè)發(fā)明原理的由來

阿奇舒勒及其助手在對海量專利進(jìn)行分析研究的過程中獲得了一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)：在以往不同領(lǐng)域的發(fā)明和創(chuàng)新中所用到的原理與方法并不多，不同時(shí)代和不同領(lǐng)域發(fā)明的應(yīng)用原理與方法被反復(fù)利用。

阿奇舒勒認(rèn)為，大約只有20%左右的專利才稱得上是真正的創(chuàng)新（首創(chuàng)），許多宣稱為專利的技術(shù)其實(shí)早已經(jīng)在其他的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中出現(xiàn)并被應(yīng)用過。他的研究人員對從200 萬份專利中精選出來的40 萬多份世界頂級專利進(jìn)行了研究、分析與歸納，并從中提煉TRIZ 中最重要的且具有普遍用途的發(fā)明原理（圖1），結(jié)果發(fā)現(xiàn)：這些專利可以歸納為用40 個(gè)原理解決了39 個(gè)參數(shù)中某兩個(gè)參數(shù)之間的矛盾。由這個(gè)結(jié)果可以得出一個(gè)結(jié)論：解決技術(shù)發(fā)明（創(chuàng)新）問題所使用的發(fā)明原理是有限的，只有40 個(gè)。換句話說就是，可以用有限的原理來解決無限的問題。

圖1 TRIZ 理論來源于專利研究

表1 40 個(gè)發(fā)明原理

一句話總結(jié)：掌握了40 個(gè)發(fā)明原理，也就掌握了打開創(chuàng)新大門的鑰匙。

4.2 40 個(gè)發(fā)明原理詳解

(1) 發(fā)明原理1：分割原理（Segmentation）

分割原理是指以虛擬或真實(shí)的方式將一個(gè)系統(tǒng)分成多個(gè)部分，以便分解（分開、分隔、抽?。┗蚝喜ⅲńY(jié)合、集成、聯(lián)合）一種有益的或有害的系統(tǒng)屬性（圖2、圖3）。分割原理體現(xiàn)在三個(gè)方面：

圖2 智力拼盤

圖3 百葉窗簾

① 將一個(gè)物體分割為相互獨(dú)立的幾個(gè)部分；

② 使一個(gè)物體分為容易組裝和拆卸的部分；

③ 增加物體被分割的程度，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的改造。

(2) 發(fā)明原理2： 抽取原理（Extraction，sepration，removal）

抽取原理是指從整體中分離出有用（或有害）的部分（或?qū)傩裕卧僮髦械倪^濾、精餾與萃取都屬于抽取原理（圖4、圖5）。抽取原理體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

圖4 篩子

圖5 血糖監(jiān)測儀

① 將物體的“負(fù)面”的部分或特征抽取出來；

② 從物體中抽取必要的部分或特性。

(3) 發(fā)明原理3：局部質(zhì)量原理（Local Quality）

局部質(zhì)量原理是指在一個(gè)對象中，特殊（或特定）的部分應(yīng)該具有相應(yīng)的功能或條件，能夠最好地適應(yīng)其所在的環(huán)境，或更好地滿足特定的要求（圖6、圖7）。局部質(zhì)量原理可以體現(xiàn)在三個(gè)方面：

圖6 火鍋勺

圖7 二用橡皮

① 將物體、環(huán)境或外部作用的均勻結(jié)構(gòu)變?yōu)椴痪鶆虻模?/p>

② 讓物體的不同部分具有不同功能；

③ 使物體的各部分處于各自動(dòng)作的最佳狀態(tài)。

(4) 發(fā)明原理4：增加不對稱性原理（Asymmetry）

增加不對稱性原理涉及從“各向同性”向“各向異性”的轉(zhuǎn)換，或是與之相反的過程。各向同性是指無論在對象的哪個(gè)部位，沿哪個(gè)方向?qū)δ硞€(gè)屬性進(jìn)行測量，結(jié)果都是對稱的；而各向異性就是指不對稱，即對象的不同部位或沿不同的方向?qū)δ硞€(gè)屬性進(jìn)行測量，測量結(jié)果是不同的（圖8、圖9）。增加不對稱性原理具體體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

圖8 不對稱雨傘

圖9 不對稱服裝

① 將原來對稱的物體變?yōu)椴粚ΨQ；

② 增加不對稱物體的不對稱程度。

(5) 發(fā)明原理5：組合原理（Combining，integration，merging）

為了提高效率或改善性能，可以將相同的物體或相類似的操作進(jìn)行組合（圖10、圖11）。組合原理體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

圖10 一體機(jī)

圖11 情侶傘

① 在空間上，將相同的物體或相關(guān)操作加以組合；

② 在時(shí)間上，將相同或相關(guān)的操作進(jìn)行合并。

需要指出的是，現(xiàn)在很多的新發(fā)明都是利用了組合原理。例如：毯子+電熱絲→電熱毯，蚊香+電加熱→電蚊香等。

(6) 發(fā)明原理6：多用性原理（Universality，multi-functionality）

多用性或通用性是指將不同功能或非相鄰的操作合并，使一個(gè)對象具備多項(xiàng)功能，從而消除了這些功能在其他對象內(nèi)存在的必要性，使對象具備多用性，因而可產(chǎn)生在其他情況下不存在的機(jī)會(huì)及協(xié)力優(yōu)勢（圖12）。多用性原理體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

圖12 瑞士軍刀

① 使一個(gè)物體具備多項(xiàng)功能；

② 消除了該功能在其他物體內(nèi)存在的必要性后，進(jìn)而裁減其他物體。

(7) 發(fā)明原理7：嵌套原理（Nesting）

嵌套原理是指通過遞歸的方法將一個(gè)對象放入另一個(gè)對象的內(nèi)部，或讓一個(gè)對象通過另一個(gè)對象的空腔而實(shí)現(xiàn)嵌套，即對象間彼此吻合、彼此組合、內(nèi)部配合的性質(zhì)（圖13、圖14）。

圖13 俄羅斯套娃

圖14 超市推車

(8) 發(fā)明原理8：重量補(bǔ)償原理（Counterweight，levitation）

重量補(bǔ)償原理是指通過一個(gè)相反的平衡力（浮力、彈性力或其他類似的力）來阻礙（或抵消）一個(gè)不良（或不希望有）的力（圖15、圖16）。重量補(bǔ)償原理體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

圖15 潛水艇原理

圖16 塔吊的平衡重

① 將某一物體與另一能提供上升力的物體組合，以補(bǔ)償其重量；

② 通過環(huán)境中空氣動(dòng)力、流體動(dòng)力或其他力的相互作用，實(shí)現(xiàn)物體的重量補(bǔ)償。

(9) 發(fā)明原理9：預(yù)先反作用原理（Preliminary anti-action，prior counteraction）

預(yù)先反作用原理是指根據(jù)可能出現(xiàn)的問題，提前采取行動(dòng)來消除問題、降低問題的危害或防止問題的出現(xiàn)（圖17、圖18）。預(yù)先反作用原理體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

圖17 汽車彈簧

圖18 夾子

① 事先施加機(jī)械應(yīng)力，以抵消工作狀態(tài)下不期望的過大應(yīng)力；

② 如果問題定義中需要某種相互作用，就需要事先施加反作用。

(10) 發(fā)明原理10：預(yù)先作用原理（Prior action）

預(yù)先作用原理是指在實(shí)施某種作用之前，預(yù)先執(zhí)行該作用的全部或一部分（圖19、圖20）。預(yù)先作用原理體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

圖19 郵票

圖20 自帶封口包裝袋

① 預(yù)先對物體全部或部分施加必要的改變；

② 在最方便的位置預(yù)先安置物體，使其在第一時(shí)間發(fā)揮作用，從而避免時(shí)間的浪費(fèi)。

(11) 發(fā)明原理11：事先防范原理（Cushion in advance，compensate before）

對可能發(fā)生的事情預(yù)置防范措施，以防止或降低危險(xiǎn)的發(fā)生（圖21、圖22）。

圖21 救生衣

圖22 消防噴淋系統(tǒng)

(12) 發(fā)明原理12：等勢原理（Equipotentiality）

改變工作條件，使物體上升或下降。等勢原理與三個(gè)主要概念有關(guān)，可單獨(dú)使用，也可合并使用（圖23）。等勢原理具體體現(xiàn)在三個(gè)方面：

圖23 用空氣托起硅單晶晶圓片進(jìn)行擴(kuò)散，防止接觸污染

① 在系統(tǒng)或程序內(nèi)所有的通過點(diǎn)，建立在同一個(gè)勢能狀態(tài)下已達(dá)成系統(tǒng)效益；

② 在系統(tǒng)內(nèi)部建立相關(guān)性，使系統(tǒng)可以支持等勢狀態(tài)；

③ 建立連續(xù)與完全相連接的結(jié)合與關(guān)系。

(13) 發(fā)明原理13：反向作用原理（Inversion，the other way around）

這是TRIZ 最重要的原理之一：逆向思維。假如某事物以某特定方式構(gòu)成或作用，嘗試通過相反的方式構(gòu)成或執(zhí)行操作，以避免伴隨的問題（圖24、圖25）。具體體現(xiàn)為三個(gè)方面：

圖24 跑步機(jī)

圖25 司馬光砸缸

① 用相反的動(dòng)作替代要求指定的動(dòng)作；

② 讓物體可動(dòng)部分不動(dòng)，不動(dòng)部分可動(dòng)；

③ 將物體（或過程）上下或內(nèi)外顛倒。

(14) 發(fā)明原理14：曲面化原理（Spheroidality，curvilinearity）

使用彎曲或曲面的元件取代線性的元件，使用轉(zhuǎn)動(dòng)取代直線運(yùn)動(dòng)，使用滾輪、球或螺線（圖26、圖27）。具體體現(xiàn)在三個(gè)方面：

圖26 盤山公路

圖27 立交橋

① 從直線部分過渡到曲線部分，從平面過渡到球面，從正六面體或平行六面體過渡到球形結(jié)構(gòu)；

② 使用柱狀、球體、螺旋狀等物體；

③ 從直線運(yùn)動(dòng)過渡到旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，利用離心力。

(15) 發(fā)明原理15：動(dòng)態(tài)特性原理（Dynamicity，optimization）

使系統(tǒng)的狀態(tài)或特性變成短暫、臨時(shí)、可移動(dòng)、可調(diào)整、具有彈性或可變化的（圖28），具體體現(xiàn)為三個(gè)方面：

圖28 月球全地形車

① 物體（或外部介質(zhì)）的特性變化應(yīng)當(dāng)在每一工作階段都是最佳，即自動(dòng)調(diào)節(jié)物體，使其在各動(dòng)作與各階段的性能最佳；

② 將物體分成彼此相對移動(dòng)的幾個(gè)部分；

③ 使不動(dòng)的物體成為可動(dòng)的。

(16) 發(fā)明原理16：不足或過度的作用原理（Partial or excessive action）

如果難于取得百分之百所要求的功效，則應(yīng)當(dāng)取得略小或略大的功效，此時(shí)可能把問題大幅度簡化。

例如：印刷時(shí)噴過多的油墨，去掉多余的會(huì)使字跡更清晰。此外，在孔中填充過多的石膏，然后打磨平滑；用針管抽取液體時(shí)，不能吸入準(zhǔn)確的計(jì)量，而是先多吸再把多余的液體排出，這樣可以簡化操作難度。這些都是此原理應(yīng)用的典型案例。

(17) 發(fā)明原理17：空間維數(shù)變化原理（Moving to a new dimension）

此原理也叫一維變多維原理，改變線性系統(tǒng)的方位，使其從垂直變成水平、水平變成對角線或垂直等（圖29、圖30）。具體體現(xiàn)為五個(gè)方面：

圖29 立交橋

圖30 立體車庫

① 如果物體作線性運(yùn)動(dòng)（或分布）有困難，則使物體在二維度即平面上移動(dòng)；相應(yīng)地，在一個(gè)平面上的運(yùn)動(dòng)（或分布）可以過渡到三維空間；

② 利用多層結(jié)構(gòu)替代單層結(jié)構(gòu)；

③ 將物體傾斜或側(cè)置；

④ 用指定面的反面；

⑤ 利用投向相鄰面或反面的光流。

(18) 發(fā)明原理18：機(jī)械振動(dòng)原理（Mechanical vibration，mechanical oscillation）

對于一個(gè)方法使用振動(dòng)或周期性震蕩，使它變成規(guī)則與周期性的變化（圖31）。具體體現(xiàn)為五個(gè)方面：

圖31 電動(dòng)平板混凝土振動(dòng)器

① 使物體振動(dòng)；

② 如果已在振動(dòng)，則提高其振動(dòng)頻率直至達(dá)到超聲波頻率；

③ 利用共振頻率；

④ 用壓電振動(dòng)器替代機(jī)械振動(dòng)器；

⑤ 利用超聲波振動(dòng)和電磁場耦合。

(19) 發(fā)明原理19：周期性作用原理（Periodic action）

改變施行作用的方式，可以達(dá)到所要的效果（圖32、圖33）。具體體現(xiàn)為三個(gè)方面：

圖32 警車燈

圖33 紅綠燈

① 從連續(xù)作用過渡到周期作用（脈沖）；

② 如果作用已經(jīng)是周期的，則改變運(yùn)動(dòng)頻率；

③ 利用脈沖的間歇完成其他作用。

(20) 發(fā)明原理20：有效作用的連續(xù)性原理（Continuity of a useful action）

建立連續(xù)性的作用或移除所有停滯、間接的運(yùn)動(dòng)以增進(jìn)效率（圖34、圖35）。具體體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

圖34 菜刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)剁肉餡

圖35 絞肉機(jī)刀片連續(xù)旋轉(zhuǎn)切肉餡

① 物體的所有部分一直滿負(fù)荷工作；

② 消除空轉(zhuǎn)和間歇運(yùn)轉(zhuǎn)。

例如：用計(jì)算機(jī)硬盤（旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）代替磁帶（往復(fù)運(yùn)動(dòng)）進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

(21) 發(fā)明原理21：減少有害作用的時(shí)間原理（Rushing through）

若某事物在一個(gè)給定速度下出現(xiàn)問題，則使其速度加快，即快速執(zhí)行一個(gè)危險(xiǎn)或有害的作業(yè)，以消除或減少有害的副作用。

例如：無針注射器。此類注射器沒有傳統(tǒng)注射器的針頭，它是將藥物先儲(chǔ)藏在一個(gè)出藥倉內(nèi)，再通過其內(nèi)部的機(jī)械裝置產(chǎn)生高速、高壓藥物流將藥物直接壓入人的皮膚內(nèi)。由于注射器注射速度極快，因此不會(huì)損壞皮下組織和血管，且有減痛的效果。

再如，快速切割塑料管以免其變形；牙醫(yī)使用高速電鉆，避免燙傷病人口腔組織；照相機(jī)的閃光燈等都是此原理應(yīng)用的典型案例。

(22) 發(fā)明原理22：變害為利原理（Convert harm into benefit）

有害作用已經(jīng)存在，尋找各種方式從中取得有用的價(jià)值。具體體現(xiàn)為三個(gè)方面：

① 利用有害因素尤其是對環(huán)境有害的影響獲得有益的效果；

② 使用另一個(gè)有害的作用來中和，以此消除物體所存在的有害作用；

③ 加大一種有害因素的程度，使其不再有害。

例如：垃圾發(fā)電、各類疫苗、從蛇毒中提煉抗毒血清、發(fā)電廠用爐灰的堿性中和廢水的酸性、在潛水中使用氮氧混合氣等都是變害為利原理的典型應(yīng)用。

(23) 發(fā)明原理23：反饋原理（Feedback）

將一種系統(tǒng)的輸出作為輸入返回到系統(tǒng)中，以便增強(qiáng)對輸出的控制（圖36、圖37）。具體體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

圖36 感應(yīng)式水龍頭

圖37 無線遠(yuǎn)程城市照明管理系統(tǒng)

① 通過引入反饋來改善系統(tǒng)性能；

② 如果系統(tǒng)已經(jīng)引入了反饋，則改變其大小或作用。

(24) 發(fā)明原理24：借助中介物原理（Mediator，intermediary）

利用某種可輕松去除的中間載體、阻擋物或過程，在不相容的部分、功能、事件或情況之間通過調(diào)解或協(xié)調(diào)而建立的一種臨時(shí)鏈接（圖38）。具體體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

圖38 餐廳服務(wù)生用托盤傳菜

① 使用中介物實(shí)現(xiàn)所需動(dòng)作；

② 把一物體與另一極易去除（或分開）的物體暫時(shí)結(jié)合。

(25) 發(fā)明原理25：自服務(wù)原理（Self-service，self-orgnization）

在執(zhí)行主要功能（或操作）的同時(shí)，以協(xié)同或并行的方式執(zhí)行相關(guān)功能（或操作）。具體體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

① 物體通過自補(bǔ)充或自恢復(fù)功能而服務(wù)于自身。

② 利用廢棄的資源、能量或物資。

例如：殺毒軟件病毒庫自動(dòng)更新、自動(dòng)提款機(jī)、自攻螺絲、自補(bǔ)水飲水機(jī)、利用排氣管的廢氣來充氣的充氣式千斤頂?shù)榷际墙柚薪槲镌淼牡湫蛻?yīng)用。

(26) 發(fā)明原理26：復(fù)制原理（Copying）

利用一個(gè)拷貝、復(fù)制品或模型來代替因成本過高而不能使用的事物。具體體現(xiàn)在三個(gè)方面：

① 使用更簡單、更便宜的復(fù)制品代替難以獲得、昂貴、復(fù)雜或易碎的物體；

② 用光學(xué)復(fù)制品或圖形來代替實(shí)物；

③ 如果已使用可見光復(fù)制品，進(jìn)一步擴(kuò)展到紅外線或紫外線復(fù)制品。

例如：拍電影時(shí)搭建的場景、仿真玩具、航天器模擬駕駛儀、計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）等。

(27) 發(fā)明原理27：廉價(jià)替代品原理（Cheap，disposable objects）

此原理也稱“一次性用品”，用廉價(jià)的物品代替一個(gè)昂貴的物品，在如使用壽命等某些質(zhì)量特性上做出妥協(xié)。

例如：一次性紙杯、紙尿褲、眼鏡、醫(yī)療口罩、注射器等，還有輕便雨衣、酒店里使用的一次性洗漱與清潔用品等都是廉價(jià)替代品原理的典型應(yīng)用。

(28) 發(fā)明原理28：機(jī)械系統(tǒng)替代原理（Replacement of a mechanical system with “fields”）

利用物理場或者其他的形式、作用和狀態(tài)來代替機(jī)械的相互作用、裝置、機(jī)構(gòu)及系統(tǒng)（圖39、圖40）。具體體現(xiàn)在四個(gè)方面：

圖39 磁懸浮列車

圖40 指紋鎖

① 用光學(xué)系統(tǒng)、聲學(xué)系統(tǒng)、電磁學(xué)系統(tǒng)或影響人類感覺的系統(tǒng)來代替機(jī)械系統(tǒng)；

② 采用物體相互作用的電場或電磁場；

③ 場的替代從恒定場到可變場，從定時(shí)場到隨時(shí)間變化的場，從隨機(jī)場到有組織的場；

④ 將場和鐵磁離子組合使用。

(29) 發(fā)明原理29：氣壓和液壓結(jié)構(gòu)原理（Pneumatics or hydraulics）

運(yùn)用空氣或液壓技術(shù)來替代普通系統(tǒng)元件或功能，即使用氣體或液體代替物體的固體零部件，這些零部件可使用氣體、水的膨脹，或空氣、液體靜壓緩沖的功能。

例如：汽車的安全氣囊、液壓千斤頂、氣墊船等。

圖41 氣墊船

(30) 發(fā)明原理30：柔性殼體或薄膜原理（Flexible membranes or thin film）

將傳統(tǒng)構(gòu)造替換為薄膜或柔性殼體。具體體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

① 使用柔性外殼和薄膜替代傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；

② 用柔性外殼和薄膜把對象和外部環(huán)境隔開。

例如：鞋底的軟墊、茶葉袋、塑膠手套、使用PE 塑膠來包裝水果、充氣兒童城堡、用薄膜分隔載不同液體的油罐車、防止灰塵的戶外燈罩、蚊帳等都是柔性殼體或薄膜原理的典型應(yīng)用。

(31) 發(fā)明原理31：多孔材料原理（Use of porous materials）

通過在材料或?qū)ο笾写蚩?、開空腔或通道來增強(qiáng)其多孔性，從而改變某種氣體、液體或固體的形態(tài)（圖42、圖43）。具體體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

圖42 孔木吸音板

圖43 泡沫塑料板

① 使物體變得多孔或加入多孔物體，如多孔嵌入物或覆蓋物；

② 如果物體是多孔結(jié)構(gòu)，在小孔中事先填入某種物質(zhì)。

(32) 發(fā)明原理32：顏色改變原理（Changing color or optical properties）

改變對象或系統(tǒng)的顏色，以便提升系統(tǒng)價(jià)值或解決檢測問題（圖44、圖45）。具體體現(xiàn)在四個(gè)方面：

圖44 溫感變色兒童勺

圖45 透明公廁

① 改變物體或環(huán)境的顏色；

② 改變物體或環(huán)境的透明度；

③ 采用有顏色的添加物，使不易被觀察到的對象或過程被觀察到；

④ 如果已經(jīng)添加了顏色，則考慮增強(qiáng)發(fā)光追蹤或原子標(biāo)記。

(33) 發(fā)明原理33：同質(zhì)性原理（Homogeneity）

若兩個(gè)、多個(gè)對象或者兩種、多種物質(zhì)彼此相互作用，則其應(yīng)包括相同的材料、能量或信息（圖46、圖47）。

圖46 面包碗

圖47 食用色素

(34) 發(fā)明原理34：拋棄與再生原理（Rejection and regeneration，discarding and recovering）

拋棄或再生原來事實(shí)上是兩條，后來合二為一。拋棄是從系統(tǒng)中去除某事物。再生是將某事物恢復(fù)到系統(tǒng)中進(jìn)行再利用。具體體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

① 當(dāng)物體中的某個(gè)元素完成其功能或變得不再有用時(shí)，可采用溶解或蒸發(fā)等手段來消除，或在系統(tǒng)運(yùn)行過程中予以改變；

② 在工作過程中補(bǔ)充被消耗的部分。

例如：太空“水（尿液）回收系統(tǒng)”、可回收垃圾、可降解的垃圾袋、可再生能源與廢熱發(fā)電技術(shù)等。

在此原理中，時(shí)間是很重要的，一旦完成某種功能，立刻從系統(tǒng)中將它移除，或者立刻將其回復(fù)以便再度使用。

(35) 發(fā)明原理35：物理或化學(xué)參數(shù)改變原理（Transformation of the physical and chemical states of an object，parameter change，changing properties）

改變一個(gè)對象或系統(tǒng)的屬性，以提供一種有用的益處（圖48、圖49）。具體體現(xiàn)在四個(gè)方面：

圖48 不銹鋼

圖49 液化石油氣

① 改變對象或系統(tǒng)的物理狀態(tài)；

② 改變濃度或密度；

③ 改變?nèi)嵝裕?/p>

④ 改變溫度或體積。

(36) 發(fā)明原理36：相變原理（Phase tranformation）

利用一種材料或情況的相變，來實(shí)現(xiàn)某種效應(yīng)或產(chǎn)生某種系統(tǒng)改變。

例如：冰箱與空調(diào)制冷、金屬熱處理、氣體液化存儲(chǔ)與太陽能發(fā)電等都是利用了相變原理。

(37) 發(fā)明原理37：熱膨脹原理（Thermal expansion）

利用對象受熱膨脹的基本原理來產(chǎn)生“動(dòng)力”，從而將熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能或機(jī)械作用。具體體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

① 利用材料的熱膨脹或熱收縮；

② 組合使用不同熱膨脹系數(shù)的幾種材料。

圖50 溫度計(jì)

51 記憶金屬耳塞

(38) 發(fā)明原理38：強(qiáng)氧化劑原理（Use strong oxidizers，enriched atmospheres，accelerated oxidation）

加速氧化過程（增加氧化作用的強(qiáng)度），以改善系統(tǒng)的作用或功能，是利用一級向更高一級的氧化過程。

例如：高壓氧艙、純氧抗老化面霜、負(fù)離子清潔機(jī)與臭氧機(jī)等均是強(qiáng)氧化劑原理的應(yīng)用案例。

(39) 發(fā)明原理39： 惰性環(huán)境原理（Inert enviroment or atmosphere）

制造一種中性（或惰性）環(huán)境，以便支持所需功能（圖52、圖53）。具體體現(xiàn)在三個(gè)方面：

圖53 真空包裝

① 使用惰性環(huán)境替代通常環(huán)境；

② 添加惰性或者中性添加劑到物體中；

③ 在真空中完成某種操作。

(40) 發(fā)明原理40：復(fù)合材料原理（Composite materials）

通過將兩種或多種不同的材料（或服務(wù)）緊密結(jié)合在一體而形成的復(fù)合材料。

例如：復(fù)合的環(huán)氧樹脂、碳素纖維高爾夫球桿、玻璃纖維制成的沖浪板、防火衣、快速排汗衣、滌棉面料或陶瓷絕緣子等均是復(fù)合材料應(yīng)用案例。