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(li)

  不銹鋼(gang)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

通過光干涉相(xiang)互加(jia)強，對(dui)應于該波(bo)長(chang)(chang)光的(de)色(se)調被加(jia)強而顯(xian)示出符合于該波(bo)長(chang)(chang)的(de)色(se)彩，不同顏色(se)對(dui)應波(bo)長(chang)(chang)入見表(biao)8-2。

2. 膜(mo)層厚(hou)度與顯示色彩的關系(xi)

  當(dang)不銹鋼(gang)表面(mian)氧化膜(mo)的折射(she)率 n 一定時，干涉色(se)主要取決于氧化膜(mo)的厚(hou)度(du)h 和自(zi)然光入(ru)射(she)角度(du)i。膜(mo)的厚(hou)度(du) h 與顏色(se)的關系見表8-3。

  實(shi)驗證明，在有效著(zhu)色(se)范圍內，膜(mo)層(ceng)厚(hou)度隨(sui)著(zhu)著(zhu)色(se)進程的(de)(de)進行而(er)持續(xu)增長，最(zui)初薄膜(mo)氧化膜(mo)顯示藍色(se)、棕色(se)，進而(er)膜(mo)為(wei)中等厚(hou)度顯示金黃色(se)、紅色(se)，后來(lai)膜(mo)為(wei)厚(hou)膜(mo)則顯示綠(lv)色(se)，共4種主色(se)，加上(shang)中間色(se)彩共約十幾種色(se)，但不能顯示日光中的(de)(de)7種彩色(se)。

3. 入(ru)射角(jiao)變化的影(ying)響(xiang)

  當(dang)氧化(hua)膜的(de)厚(hou)度h固定時，入射角(jiao)的(de)角(jiao)度i改變，不(bu)銹鋼表面的(de)色彩(cai)(cai)會(hui)隨之發生相應的(de)變化(hua)，由(you)入射光在(zai)折射后的(de)光程差發生變化(hua)所引起。這就是太陽光從日出(chu)到日落照(zhao)射在(zai)裝飾有彩(cai)(cai)色不(bu)銹鋼的(de)建筑(zhu)大廈上會(hui)呈現不(bu)同色彩(cai)(cai)的(de)原因。

4. 表面(mian)氧(yang)化膜的成分改(gai)變的影響

  表(biao)(biao)面氧化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分改變(bian)，就會改變(bian)氧化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射率(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小(xiao)，即使表(biao)(biao)面膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)厚度相同，干(gan)涉色(se)(se)(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)色(se)(se)(se)彩(cai)(cai)也會發(fa)(fa)生變(bian)化(hua)。根據氧化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)厚度、膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)色(se)(se)(se)彩(cai)(cai)對(dui)應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)波長入(ru)、折(zhe)(zhe)射率(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)(de)估算(suan)值見表(biao)(biao)8-4[58].試(shi)樣3號(hao)(hao)(hao)與6號(hao)(hao)(hao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)程差，從表(biao)(biao)8-4可(ke)見有較(jiao)(jiao)好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)倍數關系。試(shi)樣1號(hao)(hao)(hao)、2號(hao)(hao)(hao)、3號(hao)(hao)(hao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射率(lv)較(jiao)(jiao)接近，但4號(hao)(hao)(hao)、5號(hao)(hao)(hao)、6號(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射率(lv)變(bian)化(hua)較(jiao)(jiao)大(da)，主(zhu)(zhu)要原(yuan)因(yin)可(ke)能(neng)是(shi)(shi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學組成(cheng)(cheng)不(bu)同，含(han)(han)鎳(nie)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)差別所造成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射率(lv)取決于該氧化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構組成(cheng)(cheng)，只有當氧化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構一定(ding)時，光(guang)(guang)(guang)(guang)程差Δ才(cai)能(neng)依膜(mo)(mo)(mo)(mo)厚h呈線性連續變(bian)化(hua)。錢(qian)加(jia)權(quan)用(yong)俄歇能(neng)譜檢測了6種試(shi)樣膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)不(bu)同深(shen)度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)元(yuan)素(su)相對(dui)含(han)(han)量（原(yuan)子％），見表(biao)(biao)8-5。表(biao)(biao)8-5表(biao)(biao)明，隨(sui)著厚度h的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增長，氧化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構組成(cheng)(cheng)出現(xian)了較(jiao)(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)改變(bian)，膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)層(ceng)和逐層(ceng)深(shen)度中鉻、鎳(nie)、鐵、氧等元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)百分含(han)(han)量均發(fa)(fa)生了不(bu)均衡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)，光(guang)(guang)(guang)(guang)程差Δ不(bu)能(neng)隨(sui)厚度呈線性連續變(bian)化(hua)，這是(shi)(shi)導致其色(se)(se)(se)譜不(bu)能(neng)呈可(ke)見連續光(guang)(guang)(guang)(guang)譜排列的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)要原(yuan)因(yin)。假定(ding)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射率(lv)n不(bu)變(bian)，光(guang)(guang)(guang)(guang)程差Δ為入(ru)射光(guang)(guang)(guang)(guang)波長入(ru)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)整數倍時，才(cai)能(neng)發(fa)(fa)生反射光(guang)(guang)(guang)(guang)與折(zhe)(zhe)射光(guang)(guang)(guang)(guang)相干(gan)涉而加(jia)強，也會導致彩(cai)(cai)色(se)(se)(se)不(bu)銹鋼彩(cai)(cai)色(se)(se)(se)色(se)(se)(se)譜不(bu)連續的(de)(de)(de)(de)(de)(de)現(xian)象發(fa)(fa)生。這由薄膜(mo)(mo)(mo)(mo)光(guang)(guang)(guang)(guang)學干(gan)涉成(cheng)(cheng)色(se)(se)(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)理所決定(ding)。

5. 不銹鋼(gang)固(gu)有(you)金(jin)屬色(se)澤的(de)影響

  受(shou)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)基體固有金屬色澤(ze)的(de)影響，彩色光(guang)(guang)不(bu)能呈現光(guang)(guang)譜中(zhong)的(de)任何(he)一種(zhong)顏色。對(dui)于表(biao)面(mian)(mian)鏡面(mian)(mian)拋光(guang)(guang)的(de)和非(fei)鏡面(mian)(mian)拋光(guang)(guang)的(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)均能獲得富有光(guang)(guang)澤(ze)的(de)鮮艷色彩。由(you)于保持了不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)所固有的(de)反光(guang)(guang)特(te)性和優越的(de)耐蝕(shi)性，彩色不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)具有色澤(ze)自然、柔和、長期經受(shou)紫外線照(zhao)射而不(bu)變色的(de)光(guang)(guang)學特(te)性，持久不(bu)變。