第十五届全国表面工程大会

防雾透明薄膜因其优异的亲水性和高透明度，能够有效抑制雾滴凝结，在光学器件、智能玻璃和光伏组件等领域具有重要应用价值。然而，目前对高熵氧化物薄膜的防雾机制，特别是其表面化学状态与超亲水性之间的关联仍缺乏深入理解。本研究采用磁控溅射技术制备了TaCeYZrO高熵氧化物薄膜，系统研究了氧氩总流量（90-105 sccm）和基底偏压（30-120 V）对薄膜结构、光学性能和浸润特性的影响。研究结果表明，所有制备的TaCeYZrO薄膜均呈现非晶态结构，在可见光区（550 nm）的透过率超过90%。通过XPS分析发现，薄膜表面存在两种氧化学态：金属氧化物中的晶格氧（O_Ⅰ）和羧基/羰基中的氧（O=C-O）。在氧氩总流量为95 sccm（O₂/Ar=5：90）条件下，薄膜表现出最佳超亲水性，水接触角低至2°。这种超亲水性主要源于表面化学状态的协同作用：O_Ⅰ（56.98%）通过形成Ta₂O₅等极性氧化物提高表面能，而O=C-O（13.78%）则通过与水分子形成氢键促进水滴铺展。进一步施加基底偏压（30 V）后，薄膜的O_Ⅰ含量提升至58.58%，水接触角维持在4°左右，同时保持95%以上的高透过率。冷雾化法和热蒸汽法测试证实了薄膜优异的防雾性能。基于实验结果，本研究提出了TaCeYZrO高熵氧化物薄膜的防雾机制：表面丰富的极性氧化物和含氧官能团共同作用，通过提高表面能和促进水分子吸附/铺展，实现了超亲水性和防雾功能。该研究为开发新型高性能防雾透明薄膜提供了重要的实验依据和理论指导。

TaCeYZrO高熵氧化物薄膜；结构；光学特性；浸润特性