彩色不銹鋼著色原理主要有以下幾點：

1. 光(guang)的干涉(she)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

通過光干涉相互加強，對(dui)(dui)應于該波長光的色(se)調(diao)被加強而顯示出符(fu)合于該波長的色(se)彩，不同(tong)顏(yan)色(se)對(dui)(dui)應波長入(ru)見表8-2。

2. 膜(mo)層厚(hou)度與顯示(shi)色彩的關(guan)系

  當不銹鋼(gang)表(biao)(biao)面氧化膜的折射率(lv) n 一(yi)定時(shi)，干涉(she)色(se)(se)主要取決于氧化膜的厚度(du)h 和自然光(guang)入射角度(du)i。膜的厚度(du) h 與顏色(se)(se)的關系見表(biao)(biao)8-3。

  實(shi)驗證明(ming)，在有效著(zhu)(zhu)色(se)范圍內，膜(mo)層(ceng)厚(hou)度(du)隨著(zhu)(zhu)著(zhu)(zhu)色(se)進(jin)程(cheng)的(de)進(jin)行而(er)持續增長，最(zui)初(chu)薄膜(mo)氧化(hua)膜(mo)顯(xian)示(shi)(shi)藍色(se)、棕色(se)，進(jin)而(er)膜(mo)為中(zhong)等厚(hou)度(du)顯(xian)示(shi)(shi)金黃色(se)、紅色(se)，后來膜(mo)為厚(hou)膜(mo)則(ze)顯(xian)示(shi)(shi)綠色(se)，共4種主色(se)，加上中(zhong)間色(se)彩(cai)共約十幾種色(se)，但不(bu)能顯(xian)示(shi)(shi)日(ri)光中(zhong)的(de)7種彩(cai)色(se)。

3. 入射(she)角變化(hua)的影響

  當氧(yang)化(hua)膜的(de)厚度h固定時，入射角(jiao)的(de)角(jiao)度i改變(bian)，不銹鋼表(biao)面的(de)色(se)彩會(hui)(hui)隨之發生相應的(de)變(bian)化(hua)，由(you)入射光在折射后的(de)光程差發生變(bian)化(hua)所引起。這就是太陽光從日出(chu)到日落照射在裝飾有彩色(se)不銹鋼的(de)建筑大廈上(shang)會(hui)(hui)呈現不同色(se)彩的(de)原因。

4. 表面氧化膜的(de)成(cheng)分改變的(de)影響

  表(biao)(biao)面氧(yang)(yang)(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成分(fen)(fen)改變(bian)(bian)(bian)，就會(hui)(hui)改變(bian)(bian)(bian)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)率(lv)(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大小，即使表(biao)(biao)面膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)厚度相(xiang)(xiang)(xiang)同，干(gan)涉(she)色的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)色彩(cai)(cai)也(ye)會(hui)(hui)發生(sheng)變(bian)(bian)(bian)化(hua)。根據氧(yang)(yang)(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)厚度、膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)色彩(cai)(cai)對應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)長入(ru)、折(zhe)(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)率(lv)(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)估算值(zhi)見(jian)表(biao)(biao)8-4[58].試(shi)樣(yang)3號與6號膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光程差，從(cong)表(biao)(biao)8-4可見(jian)有較好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)倍數關系。試(shi)樣(yang)1號、2號、3號膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)率(lv)(lv)較接近(jin)，但4號、5號、6號的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)率(lv)(lv)變(bian)(bian)(bian)化(hua)較大，主要原因(yin)可能是膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學組成不(bu)(bu)同，含(han)鎳量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差別所造成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)率(lv)(lv)取決于該氧(yang)(yang)(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構組成，只有當氧(yang)(yang)(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構一定時(shi)，光程差Δ才能依膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)厚h呈線性連續變(bian)(bian)(bian)化(hua)。錢加(jia)權用俄歇能譜(pu)檢測了(le)6種(zhong)試(shi)樣(yang)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層不(bu)(bu)同深度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)元素相(xiang)(xiang)(xiang)對含(han)量(liang)（原子％），見(jian)表(biao)(biao)8-5。表(biao)(biao)8-5表(biao)(biao)明，隨著厚度h的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增長，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構組成出現(xian)了(le)較大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)改變(bian)(bian)(bian)，膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)層和逐層深度中鉻、鎳、鐵、氧(yang)(yang)(yang)等元素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)百分(fen)(fen)含(han)量(liang)均發生(sheng)了(le)不(bu)(bu)均衡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)化(hua)，光程差Δ不(bu)(bu)能隨厚度呈線性連續變(bian)(bian)(bian)化(hua)，這是導致(zhi)其色譜(pu)不(bu)(bu)能呈可見(jian)連續光譜(pu)排(pai)列的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要原因(yin)。假定膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)率(lv)(lv)n不(bu)(bu)變(bian)(bian)(bian)，光程差Δ為入(ru)射(she)(she)(she)光波(bo)長入(ru)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)整數倍時(shi)，才能發生(sheng)反射(she)(she)(she)光與折(zhe)(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)光相(xiang)(xiang)(xiang)干(gan)涉(she)而(er)加(jia)強，也(ye)會(hui)(hui)導致(zhi)彩(cai)(cai)色不(bu)(bu)銹鋼彩(cai)(cai)色色譜(pu)不(bu)(bu)連續的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)現(xian)象(xiang)發生(sheng)。這由薄膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)光學干(gan)涉(she)成色的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原理所決定。

5. 不(bu)銹鋼固有金屬色澤(ze)的影響(xiang)

  受(shou)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)基體(ti)固有(you)金屬(shu)色澤的(de)(de)(de)影響，彩色光(guang)不能呈現光(guang)譜中的(de)(de)(de)任何一種顏色。對于表面(mian)鏡面(mian)拋光(guang)的(de)(de)(de)和非鏡面(mian)拋光(guang)的(de)(de)(de)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)均能獲得富(fu)有(you)光(guang)澤的(de)(de)(de)鮮艷色彩。由于保持(chi)了不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)所(suo)固有(you)的(de)(de)(de)反光(guang)特性(xing)和優(you)越(yue)的(de)(de)(de)耐蝕性(xing)，彩色不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)具有(you)色澤自然(ran)、柔和、長期經受(shou)紫(zi)外(wai)線照射而不變(bian)色的(de)(de)(de)光(guang)學特性(xing)，持(chi)久不變(bian)。