彩色不銹鋼著色原理主要有以下幾點：

1. 光的干涉原理

  不銹鋼(gang)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

通過光干涉相互加強，對應于該波長光的色(se)調被加強而(er)顯示出符(fu)合(he)于該波長的色(se)彩，不同顏色(se)對應波長入見表8-2。

2. 膜層厚度與顯示(shi)色彩的關系

  當不銹鋼表面氧化膜的(de)折射率(lv) n 一(yi)定時(shi)，干(gan)涉色(se)(se)主(zhu)要取決于(yu)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(se)(se)的(de)關系見(jian)表8-3。

  實驗證(zheng)明，在有效著色范圍內，膜層厚度(du)隨著著色進程(cheng)的進行(xing)而持續(xu)增(zeng)長(chang)，最初薄膜氧化膜顯示(shi)(shi)藍色、棕色，進而膜為中(zhong)(zhong)等(deng)厚度(du)顯示(shi)(shi)金黃色、紅色，后來膜為厚膜則(ze)顯示(shi)(shi)綠色，共4種(zhong)主色，加上中(zhong)(zhong)間色彩(cai)共約(yue)十幾種(zhong)色，但(dan)不能(neng)顯示(shi)(shi)日光(guang)中(zhong)(zhong)的7種(zhong)彩(cai)色。

3. 入射角變(bian)化的(de)影響

  當氧化(hua)膜(mo)的(de)厚度(du)(du)h固定時，入(ru)射角(jiao)的(de)角(jiao)度(du)(du)i改變(bian)，不銹鋼表(biao)面的(de)色(se)彩會(hui)隨(sui)之發生相應的(de)變(bian)化(hua)，由入(ru)射光在折射后的(de)光程(cheng)差發生變(bian)化(hua)所引起。這就是太(tai)陽(yang)光從日(ri)出(chu)到日(ri)落照射在裝飾有彩色(se)不銹鋼的(de)建筑大廈上(shang)會(hui)呈現(xian)不同色(se)彩的(de)原因。

4. 表面氧化(hua)膜的(de)成分改變的(de)影響

  表(biao)(biao)面氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分改(gai)變(bian)(bian)，就會改(gai)變(bian)(bian)氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)率(lv)(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小(xiao)，即使(shi)表(biao)(biao)面膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)厚(hou)度相同(tong)(tong)，干涉(she)色(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)色(se)彩(cai)也會發(fa)(fa)生變(bian)(bian)化(hua)(hua)。根據氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)厚(hou)度、膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)色(se)彩(cai)對應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)波長入、折(zhe)(zhe)射(she)(she)率(lv)(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)估算值見(jian)表(biao)(biao)8-4[58].試(shi)樣(yang)3號(hao)(hao)(hao)與6號(hao)(hao)(hao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)程差，從表(biao)(biao)8-4可見(jian)有較好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)倍數關(guan)系(xi)。試(shi)樣(yang)1號(hao)(hao)(hao)、2號(hao)(hao)(hao)、3號(hao)(hao)(hao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)率(lv)(lv)較接近，但(dan)4號(hao)(hao)(hao)、5號(hao)(hao)(hao)、6號(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)率(lv)(lv)變(bian)(bian)化(hua)(hua)較大(da)，主(zhu)要原因(yin)可能(neng)(neng)(neng)是(shi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)組成(cheng)(cheng)不同(tong)(tong)，含鎳量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差別(bie)所(suo)造(zao)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)率(lv)(lv)取決(jue)于(yu)該氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)構組成(cheng)(cheng)，只有當氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)構一(yi)定時(shi)，光(guang)(guang)(guang)(guang)程差Δ才能(neng)(neng)(neng)依膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)厚(hou)h呈(cheng)(cheng)(cheng)線性(xing)連續(xu)變(bian)(bian)化(hua)(hua)。錢加(jia)權用俄(e)歇能(neng)(neng)(neng)譜(pu)檢測了(le)6種試(shi)樣(yang)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)不同(tong)(tong)深度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)元(yuan)素相對含量(liang)（原子％），見(jian)表(biao)(biao)8-5。表(biao)(biao)8-5表(biao)(biao)明，隨著(zhu)厚(hou)度h的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增長，氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)構組成(cheng)(cheng)出現了(le)較大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)改(gai)變(bian)(bian)，膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)層(ceng)(ceng)和逐層(ceng)(ceng)深度中鉻(ge)、鎳、鐵(tie)、氧(yang)等(deng)元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)百分含量(liang)均發(fa)(fa)生了(le)不均衡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)(hua)，光(guang)(guang)(guang)(guang)程差Δ不能(neng)(neng)(neng)隨厚(hou)度呈(cheng)(cheng)(cheng)線性(xing)連續(xu)變(bian)(bian)化(hua)(hua)，這是(shi)導致其(qi)色(se)譜(pu)不能(neng)(neng)(neng)呈(cheng)(cheng)(cheng)可見(jian)連續(xu)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)排列的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要原因(yin)。假定膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)率(lv)(lv)n不變(bian)(bian)，光(guang)(guang)(guang)(guang)程差Δ為入射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)波長入的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)整數倍時(shi)，才能(neng)(neng)(neng)發(fa)(fa)生反射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)與折(zhe)(zhe)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)相干涉(she)而加(jia)強(qiang)，也會導致彩(cai)色(se)不銹(xiu)鋼(gang)彩(cai)色(se)色(se)譜(pu)不連續(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)現象發(fa)(fa)生。這由薄(bo)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)光(guang)(guang)(guang)(guang)學(xue)干涉(she)成(cheng)(cheng)色(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原理所(suo)決(jue)定。

5. 不銹鋼固有金(jin)屬色澤(ze)的影響

  受(shou)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)基體固有金屬色(se)澤(ze)的(de)影響，彩色(se)光(guang)(guang)(guang)不(bu)(bu)能呈現光(guang)(guang)(guang)譜中(zhong)的(de)任何(he)一種(zhong)顏(yan)色(se)。對于表面鏡面拋(pao)光(guang)(guang)(guang)的(de)和(he)非(fei)鏡面拋(pao)光(guang)(guang)(guang)的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)均能獲得(de)富有光(guang)(guang)(guang)澤(ze)的(de)鮮艷色(se)彩。由于保持了(le)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)所固有的(de)反光(guang)(guang)(guang)特性和(he)優越的(de)耐(nai)蝕(shi)性，彩色(se)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)具有色(se)澤(ze)自然、柔和(he)、長期經受(shou)紫外線照射而不(bu)(bu)變(bian)(bian)色(se)的(de)光(guang)(guang)(guang)學特性，持久不(bu)(bu)變(bian)(bian)。