彩色不銹鋼著色原理主要有以下幾點：

1. 光的干涉原理

  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

通過(guo)光干涉(she)相互加強，對應于(yu)該波長(chang)光的色調(diao)被加強而顯示出符合于(yu)該波長(chang)的色彩，不同顏色對應波長(chang)入(ru)見表8-2。

2. 膜層厚度與顯示色彩的關系

  當不銹鋼表面氧(yang)(yang)化膜(mo)的(de)折射(she)率 n 一定時(shi)，干涉色主要取決(jue)于氧(yang)(yang)化膜(mo)的(de)厚(hou)度h 和自然光入射(she)角度i。膜(mo)的(de)厚(hou)度 h 與(yu)顏色的(de)關系見(jian)表8-3。

  實驗證明，在有效著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)范圍內，膜(mo)層厚度隨著(zhu)(zhu)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)進(jin)(jin)程的進(jin)(jin)行而(er)持續增長(chang)，最初(chu)薄膜(mo)氧(yang)化膜(mo)顯(xian)示(shi)藍色(se)(se)(se)、棕色(se)(se)(se)，進(jin)(jin)而(er)膜(mo)為中等厚度顯(xian)示(shi)金黃色(se)(se)(se)、紅色(se)(se)(se)，后(hou)來膜(mo)為厚膜(mo)則顯(xian)示(shi)綠色(se)(se)(se)，共4種主色(se)(se)(se)，加(jia)上中間色(se)(se)(se)彩共約(yue)十(shi)幾種色(se)(se)(se)，但不能顯(xian)示(shi)日光中的7種彩色(se)(se)(se)。

3. 入(ru)射角變(bian)化的影響

  當(dang)氧(yang)化膜的(de)(de)(de)(de)厚(hou)度(du)h固定(ding)時，入射(she)(she)角的(de)(de)(de)(de)角度(du)i改變，不銹鋼(gang)表面的(de)(de)(de)(de)色彩(cai)會隨之發生相應的(de)(de)(de)(de)變化，由入射(she)(she)光在折射(she)(she)后的(de)(de)(de)(de)光程差發生變化所引起。這(zhe)就是(shi)太陽光從(cong)日出到日落照射(she)(she)在裝飾(shi)有彩(cai)色不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)建筑(zhu)大廈(sha)上會呈(cheng)現不同色彩(cai)的(de)(de)(de)(de)原因。

4. 表面氧化膜的成分改變的影響

  表(biao)(biao)(biao)面氧化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)分改(gai)(gai)變(bian)，就會(hui)改(gai)(gai)變(bian)氧化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)率n的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大小，即使表(biao)(biao)(biao)面膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)厚(hou)(hou)度(du)(du)相(xiang)同(tong)，干涉色(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)色(se)彩(cai)(cai)(cai)也(ye)(ye)會(hui)發(fa)生變(bian)化(hua)(hua)(hua)。根據氧化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)厚(hou)(hou)度(du)(du)、膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)色(se)彩(cai)(cai)(cai)對應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)波長入(ru)、折(zhe)(zhe)射(she)率n的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)估算值見(jian)表(biao)(biao)(biao)8-4[58].試(shi)樣(yang)3號(hao)(hao)與6號(hao)(hao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)程(cheng)差，從表(biao)(biao)(biao)8-4可見(jian)有(you)較好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)倍(bei)數(shu)關(guan)系。試(shi)樣(yang)1號(hao)(hao)、2號(hao)(hao)、3號(hao)(hao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)率較接近，但4號(hao)(hao)、5號(hao)(hao)、6號(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)率變(bian)化(hua)(hua)(hua)較大，主要(yao)原(yuan)因可能(neng)是膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學(xue)組成(cheng)不(bu)同(tong)，含鎳量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差別所(suo)造成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)率取(qu)決于該氧化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)(gou)組成(cheng)，只(zhi)有(you)當氧化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)(gou)一(yi)定(ding)時，光(guang)(guang)程(cheng)差Δ才能(neng)依膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)厚(hou)(hou)h呈線性(xing)連(lian)續(xu)變(bian)化(hua)(hua)(hua)。錢(qian)加權(quan)用俄歇能(neng)譜(pu)檢測(ce)了6種試(shi)樣(yang)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)不(bu)同(tong)深(shen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)元(yuan)素相(xiang)對含量（原(yuan)子％），見(jian)表(biao)(biao)(biao)8-5。表(biao)(biao)(biao)8-5表(biao)(biao)(biao)明，隨(sui)著厚(hou)(hou)度(du)(du)h的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)長，氧化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)(gou)組成(cheng)出(chu)現(xian)了較大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)改(gai)(gai)變(bian)，膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)層(ceng)和(he)逐層(ceng)深(shen)度(du)(du)中(zhong)鉻、鎳、鐵、氧等元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)百分含量均(jun)發(fa)生了不(bu)均(jun)衡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)(hua)，光(guang)(guang)程(cheng)差Δ不(bu)能(neng)隨(sui)厚(hou)(hou)度(du)(du)呈線性(xing)連(lian)續(xu)變(bian)化(hua)(hua)(hua)，這(zhe)是導(dao)致其色(se)譜(pu)不(bu)能(neng)呈可見(jian)連(lian)續(xu)光(guang)(guang)譜(pu)排列的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)原(yuan)因。假定(ding)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)率n不(bu)變(bian)，光(guang)(guang)程(cheng)差Δ為入(ru)射(she)光(guang)(guang)波長入(ru)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)整數(shu)倍(bei)時，才能(neng)發(fa)生反射(she)光(guang)(guang)與折(zhe)(zhe)射(she)光(guang)(guang)相(xiang)干涉而加強，也(ye)(ye)會(hui)導(dao)致彩(cai)(cai)(cai)色(se)不(bu)銹鋼(gang)彩(cai)(cai)(cai)色(se)色(se)譜(pu)不(bu)連(lian)續(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)現(xian)象發(fa)生。這(zhe)由(you)薄膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)光(guang)(guang)學(xue)干涉成(cheng)色(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)理所(suo)決定(ding)。

5. 不銹鋼固有(you)金屬色澤(ze)的影響

  受不銹(xiu)鋼基(ji)體固有(you)(you)金屬色(se)(se)澤(ze)(ze)的(de)影響，彩(cai)色(se)(se)光(guang)(guang)不能呈(cheng)現光(guang)(guang)譜中(zhong)的(de)任何一種顏色(se)(se)。對于表面(mian)鏡面(mian)拋光(guang)(guang)的(de)和(he)非鏡面(mian)拋光(guang)(guang)的(de)不銹(xiu)鋼均能獲得富有(you)(you)光(guang)(guang)澤(ze)(ze)的(de)鮮艷(yan)色(se)(se)彩(cai)。由于保持了不銹(xiu)鋼所(suo)固有(you)(you)的(de)反光(guang)(guang)特(te)(te)性(xing)和(he)優越的(de)耐蝕性(xing)，彩(cai)色(se)(se)不銹(xiu)鋼具有(you)(you)色(se)(se)澤(ze)(ze)自(zi)然、柔和(he)、長期經(jing)受紫外(wai)線(xian)照射而不變色(se)(se)的(de)光(guang)(guang)學特(te)(te)性(xing)，持久不變。