彩色不銹鋼著色原理主要有以下幾點：

1. 光的(de)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(guang)(guang)干涉相互(hu)加(jia)強，對(dui)應于(yu)該波長光(guang)(guang)的色調(diao)被加(jia)強而(er)顯示出符(fu)合于(yu)該波長的色彩，不同顏色對(dui)應波長入見(jian)表8-2。

2. 膜層厚度與(yu)顯示色彩的關系

  當(dang)不銹鋼表面氧(yang)化膜(mo)的(de)折(zhe)射率(lv) n 一定(ding)時，干(gan)涉色主(zhu)要(yao)取(qu)決于氧(yang)化膜(mo)的(de)厚(hou)度h 和自(zi)然光入(ru)射角度i。膜(mo)的(de)厚(hou)度 h 與顏色的(de)關系見表8-3。

  實驗證明，在有(you)效著(zhu)色(se)(se)范圍內(nei)，膜(mo)層厚度(du)隨著(zhu)著(zhu)色(se)(se)進(jin)程的進(jin)行而持續增長，最初薄(bo)膜(mo)氧化(hua)膜(mo)顯示(shi)(shi)藍(lan)色(se)(se)、棕(zong)色(se)(se)，進(jin)而膜(mo)為中等厚度(du)顯示(shi)(shi)金黃色(se)(se)、紅色(se)(se)，后來膜(mo)為厚膜(mo)則(ze)顯示(shi)(shi)綠色(se)(se)，共4種主(zhu)色(se)(se)，加(jia)上中間(jian)色(se)(se)彩共約十幾種色(se)(se)，但不能顯示(shi)(shi)日光中的7種彩色(se)(se)。

3. 入(ru)射角變化(hua)的影響

  當氧化(hua)膜的(de)(de)(de)(de)厚度(du)h固定時，入(ru)射(she)(she)(she)角的(de)(de)(de)(de)角度(du)i改變，不(bu)銹(xiu)鋼表面(mian)的(de)(de)(de)(de)色(se)彩會(hui)隨(sui)之發(fa)生相(xiang)應的(de)(de)(de)(de)變化(hua)，由(you)入(ru)射(she)(she)(she)光在折射(she)(she)(she)后的(de)(de)(de)(de)光程差(cha)發(fa)生變化(hua)所(suo)引起。這就(jiu)是太陽光從日(ri)出到日(ri)落照射(she)(she)(she)在裝飾有彩色(se)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)建筑大廈(sha)上(shang)會(hui)呈(cheng)現不(bu)同色(se)彩的(de)(de)(de)(de)原(yuan)因。

4. 表面氧化膜的成(cheng)分(fen)改變的影響(xiang)

  表(biao)(biao)面氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)分改變(bian)(bian)，就(jiu)會(hui)(hui)改變(bian)(bian)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)折射(she)(she)(she)(she)率n的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)小(xiao)，即使表(biao)(biao)面膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)厚度相同(tong)，干涉(she)色(se)(se)的(de)(de)(de)(de)色(se)(se)彩(cai)也(ye)會(hui)(hui)發(fa)生(sheng)變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)。根(gen)據氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)厚度、膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)色(se)(se)彩(cai)對(dui)應(ying)的(de)(de)(de)(de)波長(chang)入、折射(she)(she)(she)(she)率n的(de)(de)(de)(de)估算值見(jian)表(biao)(biao)8-4[58].試樣(yang)3號(hao)(hao)與(yu)(yu)6號(hao)(hao)膜(mo)(mo)(mo)層的(de)(de)(de)(de)光(guang)程差，從表(biao)(biao)8-4可(ke)見(jian)有較好的(de)(de)(de)(de)倍數(shu)關系。試樣(yang)1號(hao)(hao)、2號(hao)(hao)、3號(hao)(hao)膜(mo)(mo)(mo)層的(de)(de)(de)(de)折射(she)(she)(she)(she)率較接(jie)近，但4號(hao)(hao)、5號(hao)(hao)、6號(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)折射(she)(she)(she)(she)率變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)較大(da)(da)，主要原(yuan)因可(ke)能(neng)是膜(mo)(mo)(mo)層中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)學組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)不(bu)(bu)同(tong)，含(han)鎳量(liang)的(de)(de)(de)(de)差別所造成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)。膜(mo)(mo)(mo)層的(de)(de)(de)(de)折射(she)(she)(she)(she)率取(qu)決于該氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)結(jie)構組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)，只有當(dang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)結(jie)構一定時，光(guang)程差Δ才(cai)能(neng)依膜(mo)(mo)(mo)厚h呈(cheng)線性連續變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)。錢(qian)加(jia)權用俄歇(xie)能(neng)譜檢測了(le)6種試樣(yang)膜(mo)(mo)(mo)層不(bu)(bu)同(tong)深(shen)度的(de)(de)(de)(de)元素(su)相對(dui)含(han)量(liang)（原(yuan)子％），見(jian)表(biao)(biao)8-5。表(biao)(biao)8-5表(biao)(biao)明，隨(sui)(sui)著厚度h的(de)(de)(de)(de)增長(chang)，氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)結(jie)構組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)出現(xian)了(le)較大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)改變(bian)(bian)，膜(mo)(mo)(mo)層的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)層和逐層深(shen)度中(zhong)(zhong)鉻(ge)、鎳、鐵、氧(yang)(yang)(yang)(yang)等(deng)元素(su)的(de)(de)(de)(de)百分含(han)量(liang)均發(fa)生(sheng)了(le)不(bu)(bu)均衡的(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)，光(guang)程差Δ不(bu)(bu)能(neng)隨(sui)(sui)厚度呈(cheng)線性連續變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)，這(zhe)是導致其(qi)色(se)(se)譜不(bu)(bu)能(neng)呈(cheng)可(ke)見(jian)連續光(guang)譜排列的(de)(de)(de)(de)主要原(yuan)因。假定膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)折射(she)(she)(she)(she)率n不(bu)(bu)變(bian)(bian)，光(guang)程差Δ為入射(she)(she)(she)(she)光(guang)波長(chang)入的(de)(de)(de)(de)整數(shu)倍時，才(cai)能(neng)發(fa)生(sheng)反射(she)(she)(she)(she)光(guang)與(yu)(yu)折射(she)(she)(she)(she)光(guang)相干涉(she)而加(jia)強，也(ye)會(hui)(hui)導致彩(cai)色(se)(se)不(bu)(bu)銹鋼彩(cai)色(se)(se)色(se)(se)譜不(bu)(bu)連續的(de)(de)(de)(de)現(xian)象(xiang)發(fa)生(sheng)。這(zhe)由薄膜(mo)(mo)(mo)光(guang)學干涉(she)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)色(se)(se)的(de)(de)(de)(de)原(yuan)理所決定。

5. 不銹鋼固(gu)有(you)金(jin)屬色(se)澤(ze)的影響

  受不(bu)銹鋼基體固有(you)金(jin)屬色(se)(se)澤的(de)影響(xiang)，彩色(se)(se)光(guang)不(bu)能呈現光(guang)譜中的(de)任何一種顏(yan)色(se)(se)。對于表面鏡(jing)面拋光(guang)的(de)和非鏡(jing)面拋光(guang)的(de)不(bu)銹鋼均能獲得富(fu)有(you)光(guang)澤的(de)鮮艷色(se)(se)彩。由于保持(chi)了不(bu)銹鋼所固有(you)的(de)反光(guang)特性(xing)和優越的(de)耐蝕(shi)性(xing)，彩色(se)(se)不(bu)銹鋼具(ju)有(you)色(se)(se)澤自然、柔和、長期經受紫外線照(zhao)射而不(bu)變色(se)(se)的(de)光(guang)學特性(xing)，持(chi)久(jiu)不(bu)變。