彩色不銹鋼著色原理主要有以下幾點：

1. 光的(de)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(tong)過光(guang)(guang)干(gan)涉相互加強(qiang)，對(dui)應(ying)于該(gai)波(bo)長光(guang)(guang)的(de)色(se)調被加強(qiang)而(er)顯(xian)示出符合于該(gai)波(bo)長的(de)色(se)彩，不同顏色(se)對(dui)應(ying)波(bo)長入見表8-2。

2. 膜層(ceng)厚(hou)度與顯示色彩的關系

  當不銹鋼表面氧化膜的折射(she)率 n 一定(ding)時，干涉色主要取決于氧化膜的厚(hou)度(du)(du)h 和自然(ran)光入射(she)角度(du)(du)i。膜的厚(hou)度(du)(du) h 與(yu)顏色的關系見(jian)表8-3。

  實(shi)驗證明，在有效著色(se)范圍內，膜(mo)(mo)(mo)層厚度(du)隨著著色(se)進程的進行而持續增長，最(zui)初薄膜(mo)(mo)(mo)氧(yang)化膜(mo)(mo)(mo)顯示(shi)(shi)藍色(se)、棕色(se)，進而膜(mo)(mo)(mo)為中等(deng)厚度(du)顯示(shi)(shi)金黃色(se)、紅色(se)，后(hou)來膜(mo)(mo)(mo)為厚膜(mo)(mo)(mo)則顯示(shi)(shi)綠色(se)，共(gong)4種(zhong)主色(se)，加上(shang)中間色(se)彩(cai)共(gong)約十幾種(zhong)色(se)，但不能顯示(shi)(shi)日光中的7種(zhong)彩(cai)色(se)。

3. 入射角變(bian)化的影(ying)響

  當(dang)氧化(hua)膜的厚度h固定時，入射角的角度i改變，不銹(xiu)鋼(gang)表(biao)面(mian)的色彩會隨之(zhi)發生(sheng)相應的變化(hua)，由入射光(guang)在折射后的光(guang)程差發生(sheng)變化(hua)所(suo)引起。這就是太陽光(guang)從日出到日落照射在裝飾有彩色不銹(xiu)鋼(gang)的建(jian)筑(zhu)大廈上會呈(cheng)現不同色彩的原因。

4. 表面氧(yang)化膜的(de)成分改變的(de)影響(xiang)

  表(biao)面(mian)氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)分改變(bian)(bian)(bian)，就會改變(bian)(bian)(bian)氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射率(lv)(lv)(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)大小，即使表(biao)面(mian)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)厚(hou)度(du)(du)相同(tong)，干涉色(se)(se)(se)的(de)(de)(de)(de)(de)色(se)(se)(se)彩(cai)也會發(fa)生(sheng)(sheng)變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)。根據(ju)氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)厚(hou)度(du)(du)、膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)色(se)(se)(se)彩(cai)對(dui)應的(de)(de)(de)(de)(de)波長(chang)入(ru)、折(zhe)射率(lv)(lv)(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)估算值見(jian)表(biao)8-4[58].試(shi)樣3號(hao)(hao)與6號(hao)(hao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)程(cheng)(cheng)差(cha)，從(cong)表(biao)8-4可見(jian)有較好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)倍(bei)數(shu)(shu)關(guan)系。試(shi)樣1號(hao)(hao)、2號(hao)(hao)、3號(hao)(hao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射率(lv)(lv)(lv)較接近，但4號(hao)(hao)、5號(hao)(hao)、6號(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射率(lv)(lv)(lv)變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)較大，主要(yao)原因可能(neng)是膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)中的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)學組成(cheng)不同(tong)，含鎳(nie)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)別所(suo)造成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)。膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射率(lv)(lv)(lv)取決(jue)于該氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)組成(cheng)，只有當氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)一定時，光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)程(cheng)(cheng)差(cha)Δ才能(neng)依膜(mo)(mo)(mo)(mo)厚(hou)h呈(cheng)線(xian)性(xing)連(lian)(lian)續(xu)變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)。錢加(jia)(jia)權用俄(e)歇能(neng)譜檢(jian)測了6種(zhong)試(shi)樣膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)不同(tong)深度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)元素(su)相對(dui)含量(liang)（原子％），見(jian)表(biao)8-5。表(biao)8-5表(biao)明，隨著厚(hou)度(du)(du)h的(de)(de)(de)(de)(de)增長(chang)，氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)組成(cheng)出現了較大的(de)(de)(de)(de)(de)改變(bian)(bian)(bian)，膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)層(ceng)(ceng)和(he)逐層(ceng)(ceng)深度(du)(du)中鉻、鎳(nie)、鐵(tie)、氧(yang)等元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)百分含量(liang)均發(fa)生(sheng)(sheng)了不均衡的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)，光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)程(cheng)(cheng)差(cha)Δ不能(neng)隨厚(hou)度(du)(du)呈(cheng)線(xian)性(xing)連(lian)(lian)續(xu)變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)，這(zhe)是導致其色(se)(se)(se)譜不能(neng)呈(cheng)可見(jian)連(lian)(lian)續(xu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜排列的(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)原因。假(jia)定膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射率(lv)(lv)(lv)n不變(bian)(bian)(bian)，光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)程(cheng)(cheng)差(cha)Δ為入(ru)射光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)波長(chang)入(ru)的(de)(de)(de)(de)(de)整數(shu)(shu)倍(bei)時，才能(neng)發(fa)生(sheng)(sheng)反(fan)射光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)與折(zhe)射光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)相干涉而加(jia)(jia)強，也會導致彩(cai)色(se)(se)(se)不銹鋼彩(cai)色(se)(se)(se)色(se)(se)(se)譜不連(lian)(lian)續(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)現象發(fa)生(sheng)(sheng)。這(zhe)由(you)薄(bo)膜(mo)(mo)(mo)(mo)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)學干涉成(cheng)色(se)(se)(se)的(de)(de)(de)(de)(de)原理所(suo)決(jue)定。

5. 不銹鋼固有金屬色澤的影響

  受不銹(xiu)鋼(gang)基體固有金屬色(se)澤(ze)(ze)的(de)影響，彩色(se)光不能(neng)呈現(xian)光譜中的(de)任何一種顏色(se)。對(dui)于(yu)表面鏡面拋(pao)光的(de)和非鏡面拋(pao)光的(de)不銹(xiu)鋼(gang)均(jun)能(neng)獲得富有光澤(ze)(ze)的(de)鮮艷色(se)彩。由于(yu)保持(chi)了不銹(xiu)鋼(gang)所固有的(de)反光特性(xing)(xing)和優(you)越(yue)的(de)耐蝕性(xing)(xing)，彩色(se)不銹(xiu)鋼(gang)具有色(se)澤(ze)(ze)自然、柔和、長期經受紫外線照射(she)而(er)不變色(se)的(de)光學特性(xing)(xing)，持(chi)久(jiu)不變。