彩色不銹鋼著色原理主要有以下幾點：

1. 光(guang)的干涉原(yuan)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(guang)干涉相互加強(qiang)，對應于該波長(chang)光(guang)的色調(diao)被加強(qiang)而顯示出符(fu)合于該波長(chang)的色彩(cai)，不同(tong)顏色對應波長(chang)入見表8-2。

2. 膜層厚度與(yu)顯示色彩的關系

  當不銹鋼表(biao)面氧化膜的折(zhe)射率 n 一定(ding)時，干(gan)涉色主要(yao)取決(jue)于氧化膜的厚(hou)度h 和自然(ran)光入射角度i。膜的厚(hou)度 h 與顏(yan)色的關系見表(biao)8-3。

  實驗證明(ming)，在有(you)效(xiao)著(zhu)色(se)(se)范圍內，膜(mo)(mo)層厚(hou)度(du)隨著(zhu)著(zhu)色(se)(se)進(jin)程的進(jin)行而持續增(zeng)長，最(zui)初薄膜(mo)(mo)氧化膜(mo)(mo)顯(xian)示藍色(se)(se)、棕色(se)(se)，進(jin)而膜(mo)(mo)為(wei)中等厚(hou)度(du)顯(xian)示金(jin)黃色(se)(se)、紅(hong)色(se)(se)，后來膜(mo)(mo)為(wei)厚(hou)膜(mo)(mo)則顯(xian)示綠(lv)色(se)(se)，共4種(zhong)主色(se)(se)，加上中間色(se)(se)彩(cai)共約十(shi)幾種(zhong)色(se)(se)，但(dan)不能顯(xian)示日光(guang)中的7種(zhong)彩(cai)色(se)(se)。

3. 入射角(jiao)變化的影響(xiang)

  當氧化膜的(de)(de)(de)厚度(du)(du)h固(gu)定時，入(ru)射(she)角(jiao)的(de)(de)(de)角(jiao)度(du)(du)i改變，不銹鋼(gang)表(biao)面的(de)(de)(de)色彩(cai)(cai)會隨(sui)之發生(sheng)相應(ying)的(de)(de)(de)變化，由入(ru)射(she)光在折射(she)后的(de)(de)(de)光程差發生(sheng)變化所引起。這就是太陽光從日(ri)出到日(ri)落照射(she)在裝飾有彩(cai)(cai)色不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)建筑(zhu)大廈上會呈現不同色彩(cai)(cai)的(de)(de)(de)原因。

4. 表(biao)面氧化膜(mo)的成分改變的影(ying)響

  表面氧(yang)(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成分改變(bian)(bian)(bian)，就會(hui)改變(bian)(bian)(bian)氧(yang)(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射率(lv)(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大小，即(ji)使(shi)表面膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)厚(hou)度(du)相同，干涉(she)(she)色(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)色(se)彩(cai)也(ye)會(hui)發(fa)(fa)生變(bian)(bian)(bian)化(hua)。根據氧(yang)(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)厚(hou)度(du)、膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)色(se)彩(cai)對應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)波長(chang)入、折(zhe)射率(lv)(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)估算值(zhi)見(jian)表8-4[58].試樣3號與6號膜(mo)(mo)(mo)(mo)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)程差(cha)(cha)，從表8-4可見(jian)有(you)較好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)倍(bei)數(shu)關(guan)系。試樣1號、2號、3號膜(mo)(mo)(mo)(mo)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射率(lv)(lv)較接近，但4號、5號、6號的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射率(lv)(lv)變(bian)(bian)(bian)化(hua)較大，主要原(yuan)因可能(neng)(neng)是膜(mo)(mo)(mo)(mo)層中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學組成不同，含(han)鎳(nie)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)(cha)別所造成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。膜(mo)(mo)(mo)(mo)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射率(lv)(lv)取(qu)決于(yu)該氧(yang)(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構組成，只(zhi)有(you)當氧(yang)(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構一定(ding)時，光(guang)程差(cha)(cha)Δ才(cai)能(neng)(neng)依(yi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)厚(hou)h呈線(xian)性連續變(bian)(bian)(bian)化(hua)。錢加權(quan)用(yong)俄歇能(neng)(neng)譜(pu)檢測了6種試樣膜(mo)(mo)(mo)(mo)層不同深度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)元素相對含(han)量(liang)(liang)（原(yuan)子％），見(jian)表8-5。表8-5表明，隨著厚(hou)度(du)h的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增長(chang)，氧(yang)(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構組成出現(xian)了較大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)改變(bian)(bian)(bian)，膜(mo)(mo)(mo)(mo)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表層和(he)逐(zhu)層深度(du)中鉻、鎳(nie)、鐵(tie)、氧(yang)(yang)等元素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)百分含(han)量(liang)(liang)均(jun)發(fa)(fa)生了不均(jun)衡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)化(hua)，光(guang)程差(cha)(cha)Δ不能(neng)(neng)隨厚(hou)度(du)呈線(xian)性連續變(bian)(bian)(bian)化(hua)，這是導致(zhi)其色(se)譜(pu)不能(neng)(neng)呈可見(jian)連續光(guang)譜(pu)排列(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要原(yuan)因。假定(ding)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射率(lv)(lv)n不變(bian)(bian)(bian)，光(guang)程差(cha)(cha)Δ為入射光(guang)波長(chang)入的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)整(zheng)數(shu)倍(bei)時，才(cai)能(neng)(neng)發(fa)(fa)生反射光(guang)與折(zhe)射光(guang)相干涉(she)(she)而加強(qiang)，也(ye)會(hui)導致(zhi)彩(cai)色(se)不銹鋼彩(cai)色(se)色(se)譜(pu)不連續的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)現(xian)象發(fa)(fa)生。這由薄膜(mo)(mo)(mo)(mo)光(guang)學干涉(she)(she)成色(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)理所決定(ding)。

5. 不銹鋼固有金屬色澤的影響

  受(shou)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼基(ji)體固(gu)有(you)金屬色(se)澤(ze)(ze)的(de)(de)影響(xiang)，彩(cai)(cai)色(se)光(guang)(guang)不(bu)(bu)(bu)(bu)能呈現光(guang)(guang)譜(pu)中的(de)(de)任(ren)何一(yi)種顏色(se)。對于(yu)表面(mian)鏡面(mian)拋光(guang)(guang)的(de)(de)和(he)非鏡面(mian)拋光(guang)(guang)的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼均能獲(huo)得富(fu)有(you)光(guang)(guang)澤(ze)(ze)的(de)(de)鮮艷色(se)彩(cai)(cai)。由于(yu)保持了不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼所(suo)固(gu)有(you)的(de)(de)反光(guang)(guang)特(te)性(xing)和(he)優越的(de)(de)耐蝕性(xing)，彩(cai)(cai)色(se)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼具(ju)有(you)色(se)澤(ze)(ze)自然、柔和(he)、長期經受(shou)紫外線照射而(er)不(bu)(bu)(bu)(bu)變(bian)色(se)的(de)(de)光(guang)(guang)學特(te)性(xing)，持久不(bu)(bu)(bu)(bu)變(bian)。