彩色不銹鋼著色原理主要有以下幾點：

1. 光的干涉原理(li)

  不銹(xiu)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(she)相互(hu)加強(qiang)，對應于(yu)該波長(chang)(chang)光的(de)色調被加強(qiang)而(er)顯示出符合(he)于(yu)該波長(chang)(chang)的(de)色彩(cai)，不同顏色對應波長(chang)(chang)入見表8-2。

2. 膜層厚度與顯示色(se)彩的關系

  當不銹鋼(gang)表(biao)面(mian)氧化膜(mo)的折射率 n 一定時(shi)，干涉(she)色(se)主(zhu)要取決于氧化膜(mo)的厚度(du)(du)h 和自然光入射角度(du)(du)i。膜(mo)的厚度(du)(du) h 與顏色(se)的關系見表(biao)8-3。

  實驗證明(ming)，在有(you)效著(zhu)色(se)(se)范(fan)圍(wei)內，膜層厚(hou)度隨著(zhu)著(zhu)色(se)(se)進(jin)程的進(jin)行而持續增長(chang)，最初薄(bo)膜氧化膜顯示(shi)(shi)藍色(se)(se)、棕色(se)(se)，進(jin)而膜為(wei)中(zhong)等厚(hou)度顯示(shi)(shi)金(jin)黃色(se)(se)、紅色(se)(se)，后來膜為(wei)厚(hou)膜則顯示(shi)(shi)綠色(se)(se)，共(gong)4種(zhong)主色(se)(se)，加上中(zhong)間色(se)(se)彩共(gong)約十(shi)幾種(zhong)色(se)(se)，但(dan)不能顯示(shi)(shi)日光中(zhong)的7種(zhong)彩色(se)(se)。

3. 入射角變化的(de)影響

  當氧化膜(mo)的(de)(de)厚度(du)h固定時，入(ru)射角的(de)(de)角度(du)i改變，不(bu)銹(xiu)鋼表面的(de)(de)色(se)彩會隨之發生相(xiang)應的(de)(de)變化，由(you)入(ru)射光(guang)在折射后的(de)(de)光(guang)程(cheng)差發生變化所引起。這(zhe)就是(shi)太(tai)陽光(guang)從(cong)日出到日落照射在裝飾有彩色(se)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)建筑大廈上會呈現不(bu)同色(se)彩的(de)(de)原因。

4. 表面氧(yang)化(hua)膜(mo)的成分改(gai)變的影(ying)響

  表(biao)(biao)(biao)(biao)面氧(yang)(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)成分改(gai)(gai)變(bian)(bian)(bian)，就(jiu)會(hui)(hui)改(gai)(gai)變(bian)(bian)(bian)氧(yang)(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)折(zhe)射(she)率(lv)n的(de)(de)大小(xiao)，即使(shi)表(biao)(biao)(biao)(biao)面膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)厚度(du)(du)相(xiang)同(tong)(tong)(tong)，干(gan)涉(she)色(se)(se)的(de)(de)色(se)(se)彩(cai)也(ye)會(hui)(hui)發生(sheng)變(bian)(bian)(bian)化(hua)。根(gen)據氧(yang)(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)厚度(du)(du)、膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)色(se)(se)彩(cai)對(dui)應的(de)(de)波長(chang)入(ru)、折(zhe)射(she)率(lv)n的(de)(de)估(gu)算值(zhi)見(jian)表(biao)(biao)(biao)(biao)8-4[58].試(shi)樣(yang)(yang)(yang)3號(hao)(hao)(hao)(hao)與6號(hao)(hao)(hao)(hao)膜(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)光(guang)(guang)程(cheng)差(cha)，從表(biao)(biao)(biao)(biao)8-4可見(jian)有(you)較好的(de)(de)倍(bei)數(shu)關系。試(shi)樣(yang)(yang)(yang)1號(hao)(hao)(hao)(hao)、2號(hao)(hao)(hao)(hao)、3號(hao)(hao)(hao)(hao)膜(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)折(zhe)射(she)率(lv)較接(jie)近，但4號(hao)(hao)(hao)(hao)、5號(hao)(hao)(hao)(hao)、6號(hao)(hao)(hao)(hao)的(de)(de)折(zhe)射(she)率(lv)變(bian)(bian)(bian)化(hua)較大，主(zhu)(zhu)要原因可能(neng)(neng)是(shi)膜(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)中的(de)(de)化(hua)學組(zu)成不同(tong)(tong)(tong)，含鎳量(liang)(liang)的(de)(de)差(cha)別所造成的(de)(de)。膜(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)折(zhe)射(she)率(lv)取(qu)決(jue)于該(gai)氧(yang)(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)結(jie)構組(zu)成，只有(you)當氧(yang)(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)結(jie)構一定(ding)(ding)時，光(guang)(guang)程(cheng)差(cha)Δ才能(neng)(neng)依膜(mo)(mo)(mo)厚h呈(cheng)(cheng)線性連續變(bian)(bian)(bian)化(hua)。錢加(jia)權用(yong)俄歇能(neng)(neng)譜檢測了(le)6種(zhong)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)膜(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)不同(tong)(tong)(tong)深度(du)(du)的(de)(de)元(yuan)素相(xiang)對(dui)含量(liang)(liang)（原子％），見(jian)表(biao)(biao)(biao)(biao)8-5。表(biao)(biao)(biao)(biao)8-5表(biao)(biao)(biao)(biao)明，隨著厚度(du)(du)h的(de)(de)增長(chang)，氧(yang)(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)結(jie)構組(zu)成出(chu)現了(le)較大的(de)(de)改(gai)(gai)變(bian)(bian)(bian)，膜(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)和逐(zhu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)深度(du)(du)中鉻、鎳、鐵、氧(yang)(yang)等元(yuan)素的(de)(de)百分含量(liang)(liang)均(jun)發生(sheng)了(le)不均(jun)衡的(de)(de)變(bian)(bian)(bian)化(hua)，光(guang)(guang)程(cheng)差(cha)Δ不能(neng)(neng)隨厚度(du)(du)呈(cheng)(cheng)線性連續變(bian)(bian)(bian)化(hua)，這是(shi)導致(zhi)其色(se)(se)譜不能(neng)(neng)呈(cheng)(cheng)可見(jian)連續光(guang)(guang)譜排列的(de)(de)主(zhu)(zhu)要原因。假定(ding)(ding)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)折(zhe)射(she)率(lv)n不變(bian)(bian)(bian)，光(guang)(guang)程(cheng)差(cha)Δ為入(ru)射(she)光(guang)(guang)波長(chang)入(ru)的(de)(de)整數(shu)倍(bei)時，才能(neng)(neng)發生(sheng)反(fan)射(she)光(guang)(guang)與折(zhe)射(she)光(guang)(guang)相(xiang)干(gan)涉(she)而加(jia)強，也(ye)會(hui)(hui)導致(zhi)彩(cai)色(se)(se)不銹鋼(gang)彩(cai)色(se)(se)色(se)(se)譜不連續的(de)(de)現象發生(sheng)。這由薄膜(mo)(mo)(mo)光(guang)(guang)學干(gan)涉(she)成色(se)(se)的(de)(de)原理所決(jue)定(ding)(ding)。

5. 不銹鋼固有金屬色澤(ze)的影響(xiang)

  受(shou)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼基體固有(you)金屬色澤(ze)的影(ying)響，彩色光(guang)(guang)不(bu)(bu)能(neng)呈現(xian)光(guang)(guang)譜中的任(ren)何一種(zhong)顏色。對于表(biao)面(mian)(mian)鏡面(mian)(mian)拋(pao)(pao)光(guang)(guang)的和非鏡面(mian)(mian)拋(pao)(pao)光(guang)(guang)的不(bu)(bu)銹(xiu)鋼均能(neng)獲(huo)得富(fu)有(you)光(guang)(guang)澤(ze)的鮮艷色彩。由于保持(chi)了(le)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼所固有(you)的反光(guang)(guang)特(te)性(xing)和優越的耐蝕(shi)性(xing)，彩色不(bu)(bu)銹(xiu)鋼具(ju)有(you)色澤(ze)自然、柔(rou)和、長期經受(shou)紫外線照射而不(bu)(bu)變色的光(guang)(guang)學特(te)性(xing)，持(chi)久不(bu)(bu)變。