彩色不銹鋼著色原理主要有以下幾點：

1. 光的干涉原理(li)

  不(bu)銹鋼在酸性化學著色液中經過表面氧化著色處理后，顯示出各種色彩，并非形成有色的表面覆蓋層。1977年伊文斯最早提出，表面形成的無色氧化膜的色彩是由于光的干涉所致的。光的干涉原理圖見圖8-1。入射光I從空氣中以入射角i角度照射到氧化膜表面A點，一部分光反射回空氣中成為反射光；另一部分光以人射角γ角度成為折射光在氧化膜中沿AB方向傳播至不銹鋼上B點，當遇上不銹鋼基體表面后，就發生全反射，成為反射光，沿BC方向傳播至C點。在氧化膜C點，一部分經折射后進入空氣中成為CD光；另一部分在氧化膜內反射到不銹鋼基體上。這時折射光CD與A點的反射光由于存在位相差和光程差，當這兩束光相遇就會發生光的干涉現象，出現不同的干涉色彩。如果從垂直方向觀察彩色膜時，入射角為0°,即光束1垂直人射到氧化膜上，見圖8-2所示，其中h為氧化膜厚度，n為氧化膜的折射率，光束2為光束1的反射光，光束3為光束1氧化膜折射后的折射光。反射光2和折射光3為兩相干涉光，總光程差為Δ=2nh.當膜層中光程差為該光束光波波長入的正整數的k倍，即

通過(guo)光(guang)干(gan)涉相互(hu)加(jia)強，對應于該波(bo)長光(guang)的(de)色(se)調(diao)被加(jia)強而顯示出符(fu)合(he)于該波(bo)長的(de)色(se)彩(cai)，不同顏(yan)色(se)對應波(bo)長入見表8-2。

2. 膜層厚度與顯示色(se)彩的關系(xi)

  當不銹鋼(gang)表面氧化膜的(de)折射率 n 一定時，干涉色主要取決于氧化膜的(de)厚(hou)度(du)h 和自然光入射角度(du)i。膜的(de)厚(hou)度(du) h 與顏色的(de)關系見(jian)表8-3。

  實驗證(zheng)明，在有效(xiao)著(zhu)色(se)(se)范圍內，膜(mo)層厚(hou)度隨著(zhu)著(zhu)色(se)(se)進(jin)(jin)(jin)程(cheng)的(de)進(jin)(jin)(jin)行而持續(xu)增長，最初(chu)薄膜(mo)氧化膜(mo)顯示(shi)(shi)藍色(se)(se)、棕(zong)色(se)(se)，進(jin)(jin)(jin)而膜(mo)為中等厚(hou)度顯示(shi)(shi)金黃色(se)(se)、紅色(se)(se)，后(hou)來(lai)膜(mo)為厚(hou)膜(mo)則顯示(shi)(shi)綠色(se)(se)，共4種主色(se)(se)，加上中間色(se)(se)彩共約十幾種色(se)(se)，但(dan)不能顯示(shi)(shi)日光中的(de)7種彩色(se)(se)。

3. 入射角(jiao)變化的(de)影(ying)響(xiang)

  當氧化膜的(de)(de)厚度h固定(ding)時，入射角的(de)(de)角度i改變(bian)，不銹鋼表面的(de)(de)色(se)(se)彩會隨之發生相應(ying)的(de)(de)變(bian)化，由入射光(guang)在(zai)折射后(hou)的(de)(de)光(guang)程差發生變(bian)化所引起。這就是太(tai)陽光(guang)從日(ri)(ri)出到日(ri)(ri)落照射在(zai)裝飾有彩色(se)(se)不銹鋼的(de)(de)建筑大(da)廈上會呈(cheng)現不同色(se)(se)彩的(de)(de)原因。

4. 表面氧化(hua)膜(mo)的成(cheng)分改變(bian)的影響

  表(biao)(biao)面氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分改(gai)變(bian)(bian)，就會(hui)改(gai)變(bian)(bian)氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射率(lv)(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大小(xiao)，即使表(biao)(biao)面膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)厚(hou)度相(xiang)(xiang)同，干(gan)涉(she)(she)色(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)色(se)彩也會(hui)發生(sheng)變(bian)(bian)化(hua)(hua)。根據氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)厚(hou)度、膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)色(se)彩對應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)波長入、折(zhe)射率(lv)(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)估算值(zhi)見表(biao)(biao)8-4[58].試(shi)樣3號(hao)(hao)與6號(hao)(hao)膜(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)程(cheng)差(cha)，從表(biao)(biao)8-4可(ke)見有(you)較(jiao)(jiao)好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)倍數關系。試(shi)樣1號(hao)(hao)、2號(hao)(hao)、3號(hao)(hao)膜(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射率(lv)(lv)較(jiao)(jiao)接(jie)近，但4號(hao)(hao)、5號(hao)(hao)、6號(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射率(lv)(lv)變(bian)(bian)化(hua)(hua)較(jiao)(jiao)大，主要(yao)原因(yin)可(ke)能(neng)是膜(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)學組(zu)成(cheng)(cheng)不(bu)同，含(han)鎳(nie)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)別所(suo)造成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。膜(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射率(lv)(lv)取決(jue)于(yu)該氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構組(zu)成(cheng)(cheng)，只(zhi)有(you)當氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構一定時，光(guang)(guang)(guang)(guang)程(cheng)差(cha)Δ才(cai)能(neng)依膜(mo)(mo)(mo)厚(hou)h呈線性連續變(bian)(bian)化(hua)(hua)。錢加權用(yong)俄歇能(neng)譜檢測了6種(zhong)試(shi)樣膜(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)不(bu)同深度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)元素相(xiang)(xiang)對含(han)量(liang)（原子％），見表(biao)(biao)8-5。表(biao)(biao)8-5表(biao)(biao)明，隨著厚(hou)度h的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增長，氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構組(zu)成(cheng)(cheng)出現了較(jiao)(jiao)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)改(gai)變(bian)(bian)，膜(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)層(ceng)(ceng)和逐層(ceng)(ceng)深度中鉻、鎳(nie)、鐵、氧(yang)等元素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)百分含(han)量(liang)均(jun)發生(sheng)了不(bu)均(jun)衡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)(hua)，光(guang)(guang)(guang)(guang)程(cheng)差(cha)Δ不(bu)能(neng)隨厚(hou)度呈線性連續變(bian)(bian)化(hua)(hua)，這(zhe)是導(dao)致其色(se)譜不(bu)能(neng)呈可(ke)見連續光(guang)(guang)(guang)(guang)譜排列(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)原因(yin)。假定膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射率(lv)(lv)n不(bu)變(bian)(bian)，光(guang)(guang)(guang)(guang)程(cheng)差(cha)Δ為入射光(guang)(guang)(guang)(guang)波長入的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)整數倍時，才(cai)能(neng)發生(sheng)反射光(guang)(guang)(guang)(guang)與折(zhe)射光(guang)(guang)(guang)(guang)相(xiang)(xiang)干(gan)涉(she)(she)而加強，也會(hui)導(dao)致彩色(se)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)彩色(se)色(se)譜不(bu)連續的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)現象發生(sheng)。這(zhe)由薄膜(mo)(mo)(mo)光(guang)(guang)(guang)(guang)學干(gan)涉(she)(she)成(cheng)(cheng)色(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原理所(suo)決(jue)定。

5. 不銹鋼固有金屬色(se)澤的影響(xiang)

  受不(bu)銹鋼基體固有(you)金屬色澤(ze)(ze)的(de)(de)影響，彩(cai)色光(guang)(guang)不(bu)能(neng)呈現光(guang)(guang)譜中的(de)(de)任何一種顏色。對(dui)于(yu)(yu)表面(mian)(mian)(mian)鏡面(mian)(mian)(mian)拋光(guang)(guang)的(de)(de)和非鏡面(mian)(mian)(mian)拋光(guang)(guang)的(de)(de)不(bu)銹鋼均能(neng)獲得富有(you)光(guang)(guang)澤(ze)(ze)的(de)(de)鮮艷色彩(cai)。由于(yu)(yu)保持了不(bu)銹鋼所(suo)固有(you)的(de)(de)反光(guang)(guang)特(te)性和優越的(de)(de)耐蝕性，彩(cai)色不(bu)銹鋼具(ju)有(you)色澤(ze)(ze)自然、柔和、長(chang)期(qi)經(jing)受紫外線照射而不(bu)變色的(de)(de)光(guang)(guang)學(xue)特(te)性，持久不(bu)變。