彩色不銹鋼著色原理主要有以下幾點：

1. 光的干涉(she)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(tong)過光干涉相互加強，對應于(yu)該波(bo)長光的色調被加強而顯示(shi)出(chu)符合于(yu)該波(bo)長的色彩，不同(tong)顏色對應波(bo)長入見表8-2。

2. 膜層厚(hou)度與顯示色彩的(de)關系

  當不銹鋼表(biao)面氧(yang)(yang)化膜(mo)的(de)折射(she)(she)率 n 一(yi)定時，干涉色主要取決于氧(yang)(yang)化膜(mo)的(de)厚度h 和自然(ran)光(guang)入(ru)射(she)(she)角(jiao)度i。膜(mo)的(de)厚度 h 與顏(yan)色的(de)關系見表(biao)8-3。

  實(shi)驗證明，在有效(xiao)著(zhu)(zhu)色(se)(se)范圍(wei)內，膜(mo)(mo)層厚(hou)度(du)隨著(zhu)(zhu)著(zhu)(zhu)色(se)(se)進程的(de)進行而持續增(zeng)長(chang)，最初薄膜(mo)(mo)氧化膜(mo)(mo)顯(xian)示(shi)藍色(se)(se)、棕色(se)(se)，進而膜(mo)(mo)為(wei)中等厚(hou)度(du)顯(xian)示(shi)金黃色(se)(se)、紅色(se)(se)，后來膜(mo)(mo)為(wei)厚(hou)膜(mo)(mo)則顯(xian)示(shi)綠色(se)(se)，共4種主色(se)(se)，加上中間色(se)(se)彩共約十(shi)幾(ji)種色(se)(se)，但不能顯(xian)示(shi)日(ri)光中的(de)7種彩色(se)(se)。

3. 入(ru)射(she)角變化的影響

  當氧化(hua)膜的(de)厚度(du)h固定時(shi)，入(ru)射角(jiao)的(de)角(jiao)度(du)i改變(bian)，不(bu)銹鋼表面的(de)色彩會(hui)(hui)隨之(zhi)發(fa)(fa)生相應的(de)變(bian)化(hua)，由入(ru)射光在(zai)折射后的(de)光程差(cha)發(fa)(fa)生變(bian)化(hua)所引起。這(zhe)就(jiu)是太陽光從日出到日落照(zhao)射在(zai)裝飾有彩色不(bu)銹鋼的(de)建筑大(da)廈上(shang)會(hui)(hui)呈現不(bu)同(tong)色彩的(de)原因(yin)。

4. 表面氧化膜的(de)成(cheng)分改變的(de)影響

  表(biao)面(mian)氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)分改(gai)變(bian)(bian)，就(jiu)會(hui)改(gai)變(bian)(bian)氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射(she)率n的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)小，即使表(biao)面(mian)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)厚度(du)相同，干(gan)(gan)涉色(se)(se)(se)的(de)(de)(de)(de)(de)色(se)(se)(se)彩也會(hui)發生(sheng)變(bian)(bian)化(hua)(hua)。根據氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)厚度(du)、膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)色(se)(se)(se)彩對(dui)應的(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)長(chang)入(ru)、折(zhe)射(she)率n的(de)(de)(de)(de)(de)估(gu)算(suan)值(zhi)見(jian)表(biao)8-4[58].試樣3號(hao)與6號(hao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)程(cheng)差，從表(biao)8-4可見(jian)有(you)(you)較(jiao)(jiao)好的(de)(de)(de)(de)(de)倍(bei)數關系。試樣1號(hao)、2號(hao)、3號(hao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射(she)率較(jiao)(jiao)接近，但4號(hao)、5號(hao)、6號(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射(she)率變(bian)(bian)化(hua)(hua)較(jiao)(jiao)大(da)(da)，主要原因(yin)(yin)可能(neng)是膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)中的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)學組成(cheng)不(bu)同，含(han)鎳(nie)量的(de)(de)(de)(de)(de)差別所造成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)。膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射(she)率取決于該氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構組成(cheng)，只有(you)(you)當氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構一定(ding)時，光(guang)程(cheng)差Δ才(cai)能(neng)依膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)厚h呈(cheng)線(xian)性連續變(bian)(bian)化(hua)(hua)。錢加權用俄歇能(neng)譜(pu)(pu)檢(jian)測了6種試樣膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)不(bu)同深(shen)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)元素相對(dui)含(han)量（原子％），見(jian)表(biao)8-5。表(biao)8-5表(biao)明(ming)，隨著厚度(du)h的(de)(de)(de)(de)(de)增長(chang)，氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構組成(cheng)出現了較(jiao)(jiao)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)改(gai)變(bian)(bian)，膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)層(ceng)和逐層(ceng)深(shen)度(du)中鉻(ge)、鎳(nie)、鐵、氧(yang)等元素的(de)(de)(de)(de)(de)百分含(han)量均(jun)發生(sheng)了不(bu)均(jun)衡(heng)的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)(hua)，光(guang)程(cheng)差Δ不(bu)能(neng)隨厚度(du)呈(cheng)線(xian)性連續變(bian)(bian)化(hua)(hua)，這(zhe)(zhe)是導(dao)致(zhi)其色(se)(se)(se)譜(pu)(pu)不(bu)能(neng)呈(cheng)可見(jian)連續光(guang)譜(pu)(pu)排列的(de)(de)(de)(de)(de)主要原因(yin)(yin)。假(jia)定(ding)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射(she)率n不(bu)變(bian)(bian)，光(guang)程(cheng)差Δ為入(ru)射(she)光(guang)波(bo)長(chang)入(ru)的(de)(de)(de)(de)(de)整數倍(bei)時，才(cai)能(neng)發生(sheng)反射(she)光(guang)與折(zhe)射(she)光(guang)相干(gan)(gan)涉而加強，也會(hui)導(dao)致(zhi)彩色(se)(se)(se)不(bu)銹鋼彩色(se)(se)(se)色(se)(se)(se)譜(pu)(pu)不(bu)連續的(de)(de)(de)(de)(de)現象發生(sheng)。這(zhe)(zhe)由薄膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)光(guang)學干(gan)(gan)涉成(cheng)色(se)(se)(se)的(de)(de)(de)(de)(de)原理所決定(ding)。

5. 不銹鋼固有金屬色(se)澤(ze)的影響(xiang)

  受(shou)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼基(ji)體固(gu)有(you)(you)(you)金屬色澤(ze)的(de)影響，彩色光(guang)不(bu)(bu)(bu)能呈現(xian)光(guang)譜中的(de)任何一種顏色。對于表面鏡面拋光(guang)的(de)和非鏡面拋光(guang)的(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼均(jun)能獲得富有(you)(you)(you)光(guang)澤(ze)的(de)鮮艷色彩。由于保持了不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼所固(gu)有(you)(you)(you)的(de)反光(guang)特(te)性和優越的(de)耐蝕性，彩色不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼具有(you)(you)(you)色澤(ze)自然、柔和、長期經受(shou)紫外線照(zhao)射而不(bu)(bu)(bu)變色的(de)光(guang)學特(te)性，持久不(bu)(bu)(bu)變。