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(tong)過(guo)光干涉相互加(jia)(jia)強，對應于該波長(chang)光的色(se)(se)調被加(jia)(jia)強而(er)顯示(shi)出符合(he)于該波長(chang)的色(se)(se)彩，不同顏色(se)(se)對應波長(chang)入見表8-2。

2. 膜層厚(hou)度與顯示色彩的關(guan)系

  當不(bu)銹鋼(gang)表(biao)面(mian)氧化膜的折射(she)率 n 一定時，干涉色主(zhu)要取決于氧化膜的厚度h 和自然光入射(she)角(jiao)度i。膜的厚度 h 與(yu)顏色的關系見表(biao)8-3。

  實驗(yan)證明，在有(you)效著色范圍內，膜(mo)層厚度(du)隨著著色進(jin)程的進(jin)行而(er)(er)持續增(zeng)長，最初薄(bo)膜(mo)氧化膜(mo)顯示(shi)藍色、棕(zong)色，進(jin)而(er)(er)膜(mo)為中等厚度(du)顯示(shi)金黃色、紅色，后來膜(mo)為厚膜(mo)則(ze)顯示(shi)綠色，共(gong)4種(zhong)主色，加(jia)上(shang)中間色彩(cai)共(gong)約十(shi)幾(ji)種(zhong)色，但不(bu)能顯示(shi)日光中的7種(zhong)彩(cai)色。

3. 入射(she)角變化的影響

  當氧化膜的(de)(de)(de)厚度h固定時，入(ru)射角(jiao)的(de)(de)(de)角(jiao)度i改變，不(bu)銹鋼(gang)表面(mian)的(de)(de)(de)色彩(cai)(cai)(cai)會隨之發(fa)生(sheng)相應的(de)(de)(de)變化，由入(ru)射光在折射后的(de)(de)(de)光程差發(fa)生(sheng)變化所引起。這就是太陽光從(cong)日(ri)出到日(ri)落(luo)照射在裝飾有彩(cai)(cai)(cai)色不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)建筑大廈上會呈現不(bu)同(tong)色彩(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)原(yuan)因。

4. 表面氧化膜的成分改變的影響

  表(biao)面(mian)氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)成(cheng)分(fen)(fen)改變，就會改變氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)折(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)率(lv)n的(de)(de)大(da)小，即使表(biao)面(mian)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)厚(hou)(hou)(hou)度(du)相(xiang)同(tong)(tong)，干涉(she)(she)色(se)(se)(se)的(de)(de)色(se)(se)(se)彩(cai)(cai)(cai)也(ye)會發生(sheng)變化(hua)。根據氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)厚(hou)(hou)(hou)度(du)、膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)色(se)(se)(se)彩(cai)(cai)(cai)對應的(de)(de)波長(chang)入(ru)(ru)、折(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)率(lv)n的(de)(de)估算值(zhi)見(jian)表(biao)8-4[58].試(shi)(shi)(shi)樣3號(hao)與6號(hao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)光(guang)(guang)程(cheng)差(cha)，從表(biao)8-4可(ke)(ke)見(jian)有較(jiao)好(hao)的(de)(de)倍數關(guan)系。試(shi)(shi)(shi)樣1號(hao)、2號(hao)、3號(hao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)折(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)率(lv)較(jiao)接近(jin)，但4號(hao)、5號(hao)、6號(hao)的(de)(de)折(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)率(lv)變化(hua)較(jiao)大(da)，主要原因可(ke)(ke)能(neng)(neng)(neng)是(shi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)中(zhong)的(de)(de)化(hua)學組成(cheng)不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)，含鎳量(liang)的(de)(de)差(cha)別所造(zao)成(cheng)的(de)(de)。膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)折(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)率(lv)取(qu)決于該氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)結構組成(cheng)，只有當氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)結構一定時，光(guang)(guang)程(cheng)差(cha)Δ才(cai)能(neng)(neng)(neng)依膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)厚(hou)(hou)(hou)h呈(cheng)線(xian)性連(lian)續(xu)(xu)變化(hua)。錢加權用俄歇(xie)能(neng)(neng)(neng)譜(pu)檢測(ce)了6種試(shi)(shi)(shi)樣膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)深度(du)的(de)(de)元素相(xiang)對含量(liang)（原子(zi)％），見(jian)表(biao)8-5。表(biao)8-5表(biao)明，隨(sui)著厚(hou)(hou)(hou)度(du)h的(de)(de)增長(chang)，氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)結構組成(cheng)出現了較(jiao)大(da)的(de)(de)改變，膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)表(biao)層(ceng)和逐層(ceng)深度(du)中(zhong)鉻、鎳、鐵、氧(yang)等元素的(de)(de)百分(fen)(fen)含量(liang)均發生(sheng)了不(bu)(bu)(bu)均衡的(de)(de)變化(hua)，光(guang)(guang)程(cheng)差(cha)Δ不(bu)(bu)(bu)能(neng)(neng)(neng)隨(sui)厚(hou)(hou)(hou)度(du)呈(cheng)線(xian)性連(lian)續(xu)(xu)變化(hua)，這是(shi)導致其(qi)色(se)(se)(se)譜(pu)不(bu)(bu)(bu)能(neng)(neng)(neng)呈(cheng)可(ke)(ke)見(jian)連(lian)續(xu)(xu)光(guang)(guang)譜(pu)排列的(de)(de)主要原因。假定膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)折(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)率(lv)n不(bu)(bu)(bu)變，光(guang)(guang)程(cheng)差(cha)Δ為入(ru)(ru)射(she)(she)(she)光(guang)(guang)波長(chang)入(ru)(ru)的(de)(de)整數倍時，才(cai)能(neng)(neng)(neng)發生(sheng)反射(she)(she)(she)光(guang)(guang)與折(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)射(she)(she)(she)光(guang)(guang)相(xiang)干涉(she)(she)而(er)加強，也(ye)會導致彩(cai)(cai)(cai)色(se)(se)(se)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼彩(cai)(cai)(cai)色(se)(se)(se)色(se)(se)(se)譜(pu)不(bu)(bu)(bu)連(lian)續(xu)(xu)的(de)(de)現象(xiang)發生(sheng)。這由(you)薄膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)光(guang)(guang)學干涉(she)(she)成(cheng)色(se)(se)(se)的(de)(de)原理所決定。

5. 不銹鋼固有金(jin)屬色澤的影響(xiang)

  受(shou)不(bu)銹(xiu)鋼基體(ti)固有金屬色(se)澤的(de)(de)影響(xiang)，彩(cai)色(se)光(guang)(guang)不(bu)能呈現光(guang)(guang)譜中的(de)(de)任何一種顏色(se)。對于表面鏡面拋(pao)(pao)光(guang)(guang)的(de)(de)和非鏡面拋(pao)(pao)光(guang)(guang)的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼均能獲得富(fu)有光(guang)(guang)澤的(de)(de)鮮艷色(se)彩(cai)。由于保持了不(bu)銹(xiu)鋼所固有的(de)(de)反(fan)光(guang)(guang)特(te)性和優越的(de)(de)耐蝕性，彩(cai)色(se)不(bu)銹(xiu)鋼具有色(se)澤自然(ran)、柔和、長期經受(shou)紫外線照射而不(bu)變色(se)的(de)(de)光(guang)(guang)學特(te)性，持久(jiu)不(bu)變。