彩色不銹鋼著色原理主要有以下幾點：

1. 光的干(gan)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

通過光干涉相互加(jia)強，對應(ying)于(yu)該波(bo)(bo)長光的色調(diao)被(bei)加(jia)強而顯示出(chu)符合于(yu)該波(bo)(bo)長的色彩，不同顏色對應(ying)波(bo)(bo)長入見(jian)表8-2。

2. 膜(mo)層厚度與(yu)顯(xian)示色彩的關系

  當不(bu)銹(xiu)鋼(gang)表面氧化膜的折射(she)(she)率 n 一定時，干涉色主(zhu)要取決(jue)于(yu)氧化膜的厚度h 和自然光(guang)入射(she)(she)角度i。膜的厚度 h 與顏色的關系(xi)見表8-3。

  實(shi)驗證明，在有效(xiao)著(zhu)(zhu)色(se)范(fan)圍內，膜(mo)層厚度隨(sui)著(zhu)(zhu)著(zhu)(zhu)色(se)進(jin)程的(de)進(jin)行而(er)持(chi)續增(zeng)長，最初薄膜(mo)氧化膜(mo)顯(xian)示(shi)(shi)(shi)藍色(se)、棕色(se)，進(jin)而(er)膜(mo)為(wei)中(zhong)等厚度顯(xian)示(shi)(shi)(shi)金(jin)黃色(se)、紅色(se)，后來膜(mo)為(wei)厚膜(mo)則顯(xian)示(shi)(shi)(shi)綠色(se)，共(gong)4種主色(se)，加上中(zhong)間(jian)色(se)彩(cai)共(gong)約十幾種色(se)，但不能(neng)顯(xian)示(shi)(shi)(shi)日光中(zhong)的(de)7種彩(cai)色(se)。

3. 入射角變化的影(ying)響

  當氧化膜的(de)厚度h固定時，入射角的(de)角度i改(gai)變，不銹鋼(gang)表面的(de)色(se)彩(cai)會(hui)隨之發生相應的(de)變化，由(you)入射光(guang)在折射后的(de)光(guang)程差發生變化所引起。這就(jiu)是太(tai)陽光(guang)從(cong)日出到日落(luo)照射在裝飾有彩(cai)色(se)不銹鋼(gang)的(de)建筑大(da)廈上會(hui)呈現不同(tong)色(se)彩(cai)的(de)原因。

4. 表面氧化膜的(de)成(cheng)分改變的(de)影響

  表面(mian)氧化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)分(fen)改變(bian)，就會改變(bian)氧化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射率(lv)(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大小，即使表面(mian)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)厚(hou)(hou)度(du)相(xiang)(xiang)同，干(gan)涉色的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)色彩(cai)也會發(fa)(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)。根據氧化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)厚(hou)(hou)度(du)、膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)色彩(cai)對應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)長入(ru)、折(zhe)(zhe)射率(lv)(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)估算值見(jian)表8-4[58].試樣(yang)(yang)3號(hao)與6號(hao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光程差，從表8-4可見(jian)有較(jiao)好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)倍(bei)數關(guan)系。試樣(yang)(yang)1號(hao)、2號(hao)、3號(hao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射率(lv)(lv)較(jiao)接(jie)近，但4號(hao)、5號(hao)、6號(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射率(lv)(lv)變(bian)化(hua)較(jiao)大，主(zhu)要原(yuan)因可能(neng)(neng)是(shi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)層中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學組成(cheng)不(bu)同，含鎳量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差別所造成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。膜(mo)(mo)(mo)(mo)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射率(lv)(lv)取決于該氧化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構組成(cheng)，只有當氧化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構一定時(shi)，光程差Δ才能(neng)(neng)依(yi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)厚(hou)(hou)h呈線性連(lian)續(xu)變(bian)化(hua)。錢加權用(yong)俄(e)歇能(neng)(neng)譜(pu)檢測了6種試樣(yang)(yang)膜(mo)(mo)(mo)(mo)層不(bu)同深度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)元(yuan)素相(xiang)(xiang)對含量（原(yuan)子(zi)％），見(jian)表8-5。表8-5表明，隨著(zhu)厚(hou)(hou)度(du)h的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增長，氧化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構組成(cheng)出現(xian)(xian)了較(jiao)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)改變(bian)，膜(mo)(mo)(mo)(mo)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表層和逐層深度(du)中鉻、鎳、鐵、氧等元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)百分(fen)含量均發(fa)(fa)生(sheng)了不(bu)均衡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)，光程差Δ不(bu)能(neng)(neng)隨厚(hou)(hou)度(du)呈線性連(lian)續(xu)變(bian)化(hua)，這(zhe)(zhe)是(shi)導致其色譜(pu)不(bu)能(neng)(neng)呈可見(jian)連(lian)續(xu)光譜(pu)排列的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要原(yuan)因。假定膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射率(lv)(lv)n不(bu)變(bian)，光程差Δ為入(ru)射光波(bo)長入(ru)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)整(zheng)數倍(bei)時(shi)，才能(neng)(neng)發(fa)(fa)生(sheng)反射光與折(zhe)(zhe)射光相(xiang)(xiang)干(gan)涉而加強，也會導致彩(cai)色不(bu)銹鋼彩(cai)色色譜(pu)不(bu)連(lian)續(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)現(xian)(xian)象發(fa)(fa)生(sheng)。這(zhe)(zhe)由(you)薄膜(mo)(mo)(mo)(mo)光學干(gan)涉成(cheng)色的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)理所決定。

5. 不銹鋼固有金屬色澤的影響

  受(shou)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)基體固有金屬色(se)(se)澤(ze)的(de)(de)影響，彩色(se)(se)光(guang)(guang)不(bu)能呈現光(guang)(guang)譜中(zhong)的(de)(de)任何一種顏色(se)(se)。對(dui)于表面鏡面拋光(guang)(guang)的(de)(de)和(he)(he)非鏡面拋光(guang)(guang)的(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)均(jun)能獲(huo)得富有光(guang)(guang)澤(ze)的(de)(de)鮮艷(yan)色(se)(se)彩。由于保(bao)持(chi)(chi)了不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)所固有的(de)(de)反光(guang)(guang)特性和(he)(he)優越的(de)(de)耐蝕性，彩色(se)(se)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)具有色(se)(se)澤(ze)自然、柔和(he)(he)、長期(qi)經受(shou)紫外(wai)線照(zhao)射(she)而不(bu)變(bian)色(se)(se)的(de)(de)光(guang)(guang)學特性，持(chi)(chi)久不(bu)變(bian)。