彩色不銹鋼著色原理主要有以下幾點：

1. 光(guang)的(de)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

通過光干涉相互加強，對應于該波(bo)長(chang)光的(de)色(se)調被(bei)加強而顯示(shi)出符(fu)合(he)于該波(bo)長(chang)的(de)色(se)彩，不同(tong)顏色(se)對應波(bo)長(chang)入見表8-2。

2. 膜層厚度與(yu)顯(xian)示色彩(cai)的關系(xi)

  當不銹鋼表面氧(yang)化膜的(de)(de)折射率 n 一定時，干涉(she)色(se)主要(yao)取(qu)決(jue)于氧(yang)化膜的(de)(de)厚度(du)h 和(he)自然光(guang)入(ru)射角度(du)i。膜的(de)(de)厚度(du) h 與顏色(se)的(de)(de)關系(xi)見表8-3。

  實(shi)驗證明，在(zai)有效(xiao)著色(se)范圍內，膜(mo)(mo)層厚(hou)度隨著著色(se)進程的進行(xing)而持(chi)續增長，最(zui)初薄膜(mo)(mo)氧化(hua)膜(mo)(mo)顯示(shi)藍色(se)、棕色(se)，進而膜(mo)(mo)為中等(deng)厚(hou)度顯示(shi)金(jin)黃色(se)、紅色(se)，后(hou)來(lai)膜(mo)(mo)為厚(hou)膜(mo)(mo)則(ze)顯示(shi)綠(lv)色(se)，共4種(zhong)主色(se)，加上中間色(se)彩共約(yue)十幾種(zhong)色(se)，但不能(neng)顯示(shi)日光中的7種(zhong)彩色(se)。

3. 入射角變化的(de)影響

  當氧化膜的(de)(de)(de)(de)(de)厚度h固定時，入射角(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)角(jiao)度i改變(bian)，不銹(xiu)鋼(gang)表面的(de)(de)(de)(de)(de)色彩會隨之發生(sheng)相(xiang)應的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化，由入射光(guang)在(zai)折射后的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)程差(cha)發生(sheng)變(bian)化所引起。這就是太陽光(guang)從日出到日落照射在(zai)裝飾有彩色不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)建筑大廈上會呈(cheng)現不同色彩的(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)因。

4. 表面氧化(hua)膜的(de)成分(fen)改變(bian)的(de)影響

  表(biao)面氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成分(fen)改變(bian)(bian)，就會改變(bian)(bian)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)率(lv)(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)小，即使表(biao)面膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)厚(hou)度(du)(du)(du)相(xiang)同，干(gan)涉(she)(she)色(se)(se)(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)色(se)(se)(se)彩也(ye)會發生變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)。根據氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)厚(hou)度(du)(du)(du)、膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)色(se)(se)(se)彩對(dui)(dui)應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)長入、折(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)率(lv)(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)估算值見(jian)(jian)(jian)表(biao)8-4[58].試樣3號與(yu)6號膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)程(cheng)差(cha)，從(cong)表(biao)8-4可(ke)見(jian)(jian)(jian)有較(jiao)好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)倍(bei)數關系。試樣1號、2號、3號膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)率(lv)(lv)較(jiao)接近，但4號、5號、6號的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)率(lv)(lv)變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)較(jiao)大(da)(da)，主(zhu)要原(yuan)因(yin)可(ke)能(neng)(neng)是膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學組(zu)(zu)成不(bu)同，含鎳量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)別(bie)所造成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)率(lv)(lv)取決于該氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構組(zu)(zu)成，只有當氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構一定時，光(guang)(guang)程(cheng)差(cha)Δ才(cai)能(neng)(neng)依膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)厚(hou)h呈線性連續(xu)(xu)變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)。錢加權用(yong)俄(e)歇(xie)能(neng)(neng)譜檢測了(le)6種試樣膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)不(bu)同深度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)元(yuan)素相(xiang)對(dui)(dui)含量（原(yuan)子％），見(jian)(jian)(jian)表(biao)8-5。表(biao)8-5表(biao)明，隨著厚(hou)度(du)(du)(du)h的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增長，氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構組(zu)(zu)成出現了(le)較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)改變(bian)(bian)，膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)層(ceng)和逐層(ceng)深度(du)(du)(du)中鉻(ge)、鎳、鐵、氧(yang)(yang)(yang)(yang)等元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)百分(fen)含量均發生了(le)不(bu)均衡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)，光(guang)(guang)程(cheng)差(cha)Δ不(bu)能(neng)(neng)隨厚(hou)度(du)(du)(du)呈線性連續(xu)(xu)變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)，這是導致其色(se)(se)(se)譜不(bu)能(neng)(neng)呈可(ke)見(jian)(jian)(jian)連續(xu)(xu)光(guang)(guang)譜排(pai)列(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要原(yuan)因(yin)。假定膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)率(lv)(lv)n不(bu)變(bian)(bian)，光(guang)(guang)程(cheng)差(cha)Δ為入射(she)(she)(she)光(guang)(guang)波(bo)長入的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)整數倍(bei)時，才(cai)能(neng)(neng)發生反(fan)射(she)(she)(she)光(guang)(guang)與(yu)折(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)光(guang)(guang)相(xiang)干(gan)涉(she)(she)而加強(qiang)，也(ye)會導致彩色(se)(se)(se)不(bu)銹(xiu)鋼彩色(se)(se)(se)色(se)(se)(se)譜不(bu)連續(xu)(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)現象發生。這由(you)薄膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)光(guang)(guang)學干(gan)涉(she)(she)成色(se)(se)(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)理(li)所決定。

5. 不銹鋼固有金屬色澤的影響

  受(shou)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)基體固有(you)(you)金屬色(se)(se)(se)澤的(de)(de)(de)(de)(de)影響，彩(cai)色(se)(se)(se)光不(bu)(bu)(bu)能呈現(xian)光譜中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)任何一種顏色(se)(se)(se)。對于(yu)表面(mian)鏡面(mian)拋光的(de)(de)(de)(de)(de)和非鏡面(mian)拋光的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)均(jun)能獲得(de)富有(you)(you)光澤的(de)(de)(de)(de)(de)鮮(xian)艷(yan)色(se)(se)(se)彩(cai)。由(you)于(yu)保持了不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)所固有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)反光特性(xing)和優越的(de)(de)(de)(de)(de)耐蝕性(xing)，彩(cai)色(se)(se)(se)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)具有(you)(you)色(se)(se)(se)澤自然(ran)、柔和、長期經受(shou)紫外(wai)線照射而不(bu)(bu)(bu)變色(se)(se)(se)的(de)(de)(de)(de)(de)光學特性(xing)，持久不(bu)(bu)(bu)變。