彩色不銹鋼著色原理主要有以下幾點：

1. 光的干涉原理

  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(tong)過(guo)光干(gan)涉相互加(jia)(jia)強，對(dui)應于(yu)該波長(chang)光的色調被加(jia)(jia)強而顯示出符合于(yu)該波長(chang)的色彩，不同顏色對(dui)應波長(chang)入見(jian)表8-2。

2. 膜層厚度與顯示色彩的關系

  當不(bu)銹鋼表(biao)面氧化膜的折(zhe)射率 n 一定時，干涉色主要(yao)取決于氧化膜的厚度h 和自然光入射角度i。膜的厚度 h 與顏色的關系見表(biao)8-3。

  實驗證明，在有(you)效著色(se)(se)(se)(se)范圍內(nei)，膜(mo)(mo)層厚度隨著著色(se)(se)(se)(se)進(jin)(jin)程的進(jin)(jin)行而持續增(zeng)長，最(zui)初薄膜(mo)(mo)氧化膜(mo)(mo)顯(xian)(xian)示(shi)(shi)藍色(se)(se)(se)(se)、棕色(se)(se)(se)(se)，進(jin)(jin)而膜(mo)(mo)為中等厚度顯(xian)(xian)示(shi)(shi)金黃色(se)(se)(se)(se)、紅色(se)(se)(se)(se)，后來(lai)膜(mo)(mo)為厚膜(mo)(mo)則顯(xian)(xian)示(shi)(shi)綠色(se)(se)(se)(se)，共(gong)4種(zhong)(zhong)主色(se)(se)(se)(se)，加上中間色(se)(se)(se)(se)彩共(gong)約十幾(ji)種(zhong)(zhong)色(se)(se)(se)(se)，但不能(neng)顯(xian)(xian)示(shi)(shi)日光(guang)中的7種(zhong)(zhong)彩色(se)(se)(se)(se)。

3. 入射角變(bian)化(hua)的(de)影響

  當氧(yang)化(hua)膜(mo)的(de)厚度h固定時，入(ru)射(she)角的(de)角度i改(gai)變(bian)(bian)，不(bu)銹鋼(gang)表(biao)面的(de)色彩會(hui)隨之發(fa)生相應的(de)變(bian)(bian)化(hua)，由入(ru)射(she)光(guang)在折射(she)后的(de)光(guang)程差發(fa)生變(bian)(bian)化(hua)所(suo)引(yin)起。這就是太陽(yang)光(guang)從日出到(dao)日落(luo)照射(she)在裝飾(shi)有彩色不(bu)銹鋼(gang)的(de)建(jian)筑大廈(sha)上會(hui)呈現不(bu)同色彩的(de)原因。

4. 表面氧化(hua)膜的成分改變的影(ying)響

  表(biao)面氧(yang)(yang)化膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)成分改變(bian)，就(jiu)會(hui)改變(bian)氧(yang)(yang)化膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)折射(she)率(lv)(lv)(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)大小，即使表(biao)面膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)厚度(du)(du)相同(tong)，干(gan)涉色(se)的(de)(de)(de)(de)(de)色(se)彩也(ye)(ye)會(hui)發生(sheng)變(bian)化。根據氧(yang)(yang)化膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)厚度(du)(du)、膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)色(se)彩對(dui)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)長(chang)(chang)入(ru)、折射(she)率(lv)(lv)(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)估(gu)算值見(jian)表(biao)8-4[58].試(shi)樣3號(hao)與(yu)6號(hao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)程差(cha)，從表(biao)8-4可(ke)見(jian)有較好的(de)(de)(de)(de)(de)倍數(shu)關系。試(shi)樣1號(hao)、2號(hao)、3號(hao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)折射(she)率(lv)(lv)(lv)較接近，但(dan)4號(hao)、5號(hao)、6號(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)折射(she)率(lv)(lv)(lv)變(bian)化較大，主要原(yuan)因(yin)可(ke)能(neng)是膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)中的(de)(de)(de)(de)(de)化學(xue)組(zu)成不(bu)(bu)同(tong)，含鎳量的(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)別所造成的(de)(de)(de)(de)(de)。膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)折射(she)率(lv)(lv)(lv)取決于該氧(yang)(yang)化膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)組(zu)成，只有當氧(yang)(yang)化膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)一定(ding)時，光(guang)(guang)程差(cha)Δ才能(neng)依膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)厚h呈(cheng)線性連(lian)(lian)續變(bian)化。錢加(jia)權用俄歇(xie)能(neng)譜檢(jian)測了(le)6種(zhong)試(shi)樣膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)不(bu)(bu)同(tong)深(shen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)元素(su)相對(dui)含量（原(yuan)子％），見(jian)表(biao)8-5。表(biao)8-5表(biao)明，隨(sui)著厚度(du)(du)h的(de)(de)(de)(de)(de)增長(chang)(chang)，氧(yang)(yang)化膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)組(zu)成出現(xian)了(le)較大的(de)(de)(de)(de)(de)改變(bian)，膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)層(ceng)(ceng)和逐層(ceng)(ceng)深(shen)度(du)(du)中鉻(ge)、鎳、鐵(tie)、氧(yang)(yang)等元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)百(bai)分含量均發生(sheng)了(le)不(bu)(bu)均衡的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化，光(guang)(guang)程差(cha)Δ不(bu)(bu)能(neng)隨(sui)厚度(du)(du)呈(cheng)線性連(lian)(lian)續變(bian)化，這是導致其色(se)譜不(bu)(bu)能(neng)呈(cheng)可(ke)見(jian)連(lian)(lian)續光(guang)(guang)譜排(pai)列(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)主要原(yuan)因(yin)。假定(ding)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)折射(she)率(lv)(lv)(lv)n不(bu)(bu)變(bian)，光(guang)(guang)程差(cha)Δ為(wei)入(ru)射(she)光(guang)(guang)波(bo)長(chang)(chang)入(ru)的(de)(de)(de)(de)(de)整數(shu)倍時，才能(neng)發生(sheng)反(fan)射(she)光(guang)(guang)與(yu)折射(she)光(guang)(guang)相干(gan)涉而加(jia)強，也(ye)(ye)會(hui)導致彩色(se)不(bu)(bu)銹鋼(gang)彩色(se)色(se)譜不(bu)(bu)連(lian)(lian)續的(de)(de)(de)(de)(de)現(xian)象發生(sheng)。這由(you)薄膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)光(guang)(guang)學(xue)干(gan)涉成色(se)的(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)理(li)所決定(ding)。

5. 不銹鋼固有金屬色澤(ze)的影響

  受(shou)不(bu)(bu)(bu)銹鋼基體固有(you)(you)金屬色(se)澤(ze)的(de)(de)(de)影響，彩(cai)(cai)色(se)光(guang)(guang)不(bu)(bu)(bu)能呈現光(guang)(guang)譜中的(de)(de)(de)任何一種顏(yan)色(se)。對于表面鏡(jing)面拋(pao)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)和非鏡(jing)面拋(pao)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹鋼均能獲得富有(you)(you)光(guang)(guang)澤(ze)的(de)(de)(de)鮮艷色(se)彩(cai)(cai)。由于保持了(le)不(bu)(bu)(bu)銹鋼所(suo)固有(you)(you)的(de)(de)(de)反光(guang)(guang)特性和優越的(de)(de)(de)耐蝕性，彩(cai)(cai)色(se)不(bu)(bu)(bu)銹鋼具有(you)(you)色(se)澤(ze)自然、柔和、長期經(jing)受(shou)紫外線照射(she)而不(bu)(bu)(bu)變(bian)色(se)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)學特性，持久不(bu)(bu)(bu)變(bian)。