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(qiang)，對應(ying)(ying)于(yu)該波(bo)長光的色調被加強(qiang)而顯(xian)示出符(fu)合于(yu)該波(bo)長的色彩，不同顏色對應(ying)(ying)波(bo)長入見表8-2。

2. 膜(mo)層(ceng)厚度與顯示色彩(cai)的關系

  當(dang)不銹鋼表面氧化膜的(de)折射(she)率 n 一定時，干涉色主要取決于(yu)氧化膜的(de)厚(hou)度(du)(du)h 和自然光入射(she)角度(du)(du)i。膜的(de)厚(hou)度(du)(du) h 與(yu)顏色的(de)關(guan)系見表8-3。

  實驗證明，在(zai)有效著(zhu)(zhu)色(se)范圍(wei)內，膜(mo)層厚(hou)度隨著(zhu)(zhu)著(zhu)(zhu)色(se)進程的進行而(er)(er)持續增長，最初薄膜(mo)氧化膜(mo)顯(xian)示(shi)(shi)藍(lan)色(se)、棕色(se)，進而(er)(er)膜(mo)為中等(deng)厚(hou)度顯(xian)示(shi)(shi)金(jin)黃色(se)、紅色(se)，后(hou)來(lai)膜(mo)為厚(hou)膜(mo)則顯(xian)示(shi)(shi)綠色(se)，共(gong)4種(zhong)主色(se)，加上中間色(se)彩共(gong)約十幾種(zhong)色(se)，但不能顯(xian)示(shi)(shi)日光中的7種(zhong)彩色(se)。

3. 入射角變化的影(ying)響

  當氧化膜的(de)厚度h固(gu)定時，入射角(jiao)(jiao)的(de)角(jiao)(jiao)度i改變(bian)，不銹(xiu)鋼表(biao)面(mian)的(de)色彩(cai)(cai)(cai)會(hui)隨之發(fa)(fa)生(sheng)相(xiang)應的(de)變(bian)化，由(you)入射光(guang)在折射后的(de)光(guang)程差發(fa)(fa)生(sheng)變(bian)化所引起。這就(jiu)是太陽光(guang)從日出(chu)到(dao)日落照射在裝飾有彩(cai)(cai)(cai)色不銹(xiu)鋼的(de)建筑大廈(sha)上會(hui)呈現不同色彩(cai)(cai)(cai)的(de)原因(yin)。

4. 表面氧化膜的成分改變的影響(xiang)

  表面氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)改(gai)變(bian)(bian)，就會(hui)改(gai)變(bian)(bian)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射(she)率(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)小(xiao)，即使表面膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)厚(hou)度相同(tong)(tong)，干涉色的(de)(de)(de)(de)(de)(de)色彩(cai)也會(hui)發(fa)生變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)。根據氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)厚(hou)度、膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)色彩(cai)對應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)長(chang)入(ru)、折(zhe)射(she)率(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)(de)估算值(zhi)見表8-4[58].試(shi)樣3號(hao)(hao)(hao)與6號(hao)(hao)(hao)膜(mo)(mo)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光程(cheng)差(cha)，從(cong)表8-4可見有(you)較(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)倍數關系(xi)。試(shi)樣1號(hao)(hao)(hao)、2號(hao)(hao)(hao)、3號(hao)(hao)(hao)膜(mo)(mo)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射(she)率(lv)較(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)接近(jin)，但4號(hao)(hao)(hao)、5號(hao)(hao)(hao)、6號(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射(she)率(lv)變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)較(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)大(da)(da)，主要原因可能(neng)(neng)是膜(mo)(mo)層中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)組成(cheng)(cheng)不(bu)(bu)同(tong)(tong)，含鎳(nie)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)別所造成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。膜(mo)(mo)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射(she)率(lv)取決于(yu)該氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)組成(cheng)(cheng)，只(zhi)有(you)當氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)一定時(shi)，光程(cheng)差(cha)Δ才能(neng)(neng)依膜(mo)(mo)厚(hou)h呈線(xian)性(xing)連(lian)續(xu)變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)。錢(qian)加權用俄歇能(neng)(neng)譜檢測(ce)了6種(zhong)試(shi)樣膜(mo)(mo)層不(bu)(bu)同(tong)(tong)深度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)元(yuan)素(su)相對含量（原子(zi)％），見表8-5。表8-5表明(ming)，隨著厚(hou)度h的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增長(chang)，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)組成(cheng)(cheng)出現了較(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)改(gai)變(bian)(bian)，膜(mo)(mo)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表層和逐(zhu)層深度中鉻、鎳(nie)、鐵(tie)、氧(yang)(yang)等(deng)元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)百分(fen)含量均(jun)發(fa)生了不(bu)(bu)均(jun)衡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)，光程(cheng)差(cha)Δ不(bu)(bu)能(neng)(neng)隨厚(hou)度呈線(xian)性(xing)連(lian)續(xu)變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)，這是導致(zhi)其(qi)色譜不(bu)(bu)能(neng)(neng)呈可見連(lian)續(xu)光譜排(pai)列的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要原因。假定膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射(she)率(lv)n不(bu)(bu)變(bian)(bian)，光程(cheng)差(cha)Δ為入(ru)射(she)光波(bo)長(chang)入(ru)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)整數倍時(shi)，才能(neng)(neng)發(fa)生反射(she)光與折(zhe)射(she)光相干涉而加強，也會(hui)導致(zhi)彩(cai)色不(bu)(bu)銹鋼彩(cai)色色譜不(bu)(bu)連(lian)續(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)現象發(fa)生。這由薄膜(mo)(mo)光學(xue)(xue)干涉成(cheng)(cheng)色的(de)(de)(de)(de)(de)(de)原理(li)所決定。

5. 不銹鋼固有金(jin)屬色澤的影(ying)響

  受(shou)不銹(xiu)(xiu)鋼基(ji)體固有(you)(you)(you)金(jin)屬色(se)澤(ze)的影(ying)響，彩(cai)色(se)光(guang)不能(neng)呈現(xian)光(guang)譜中的任(ren)何一種顏色(se)。對(dui)于(yu)表面鏡(jing)面拋光(guang)的和(he)(he)非鏡(jing)面拋光(guang)的不銹(xiu)(xiu)鋼均能(neng)獲得富(fu)有(you)(you)(you)光(guang)澤(ze)的鮮艷色(se)彩(cai)。由(you)于(yu)保持了不銹(xiu)(xiu)鋼所固有(you)(you)(you)的反光(guang)特性(xing)和(he)(he)優(you)越的耐蝕性(xing)，彩(cai)色(se)不銹(xiu)(xiu)鋼具有(you)(you)(you)色(se)澤(ze)自然(ran)、柔(rou)和(he)(he)、長期經受(shou)紫外線照射而不變(bian)色(se)的光(guang)學特性(xing)，持久不變(bian)。