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(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(guo)光干涉(she)相互加強(qiang)，對(dui)應(ying)于該(gai)波長(chang)光的色(se)調被(bei)加強(qiang)而顯示(shi)出符合(he)于該(gai)波長(chang)的色(se)彩，不同(tong)顏色(se)對(dui)應(ying)波長(chang)入見表8-2。

2. 膜(mo)層厚度(du)與顯示色彩的(de)關系

  當不銹(xiu)鋼表(biao)面(mian)氧化(hua)膜的折(zhe)射率 n 一定時，干涉色主(zhu)要取決(jue)于氧化(hua)膜的厚度h 和自然光入射角(jiao)度i。膜的厚度 h 與顏色的關系見表(biao)8-3。

  實驗證明，在有效著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)范圍內，膜層厚(hou)度隨著(zhu)(zhu)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)進程的(de)進行而持續增長，最初薄膜氧化膜顯(xian)示(shi)藍色(se)(se)(se)(se)、棕色(se)(se)(se)(se)，進而膜為(wei)中(zhong)(zhong)等厚(hou)度顯(xian)示(shi)金黃色(se)(se)(se)(se)、紅(hong)色(se)(se)(se)(se)，后來膜為(wei)厚(hou)膜則(ze)顯(xian)示(shi)綠色(se)(se)(se)(se)，共(gong)(gong)4種(zhong)主色(se)(se)(se)(se)，加上中(zhong)(zhong)間色(se)(se)(se)(se)彩共(gong)(gong)約十幾種(zhong)色(se)(se)(se)(se)，但不(bu)能顯(xian)示(shi)日(ri)光中(zhong)(zhong)的(de)7種(zhong)彩色(se)(se)(se)(se)。

3. 入射角(jiao)變(bian)化的影響

  當氧化(hua)(hua)膜的(de)(de)(de)厚(hou)度(du)h固(gu)定時，入射(she)角的(de)(de)(de)角度(du)i改(gai)變，不(bu)銹鋼表面的(de)(de)(de)色(se)(se)彩(cai)會(hui)隨(sui)之發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)相應(ying)的(de)(de)(de)變化(hua)(hua)，由(you)入射(she)光在(zai)折射(she)后(hou)的(de)(de)(de)光程差(cha)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)變化(hua)(hua)所引起。這就(jiu)是太陽光從日出到日落照射(she)在(zai)裝飾有彩(cai)色(se)(se)不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)建筑大廈(sha)上會(hui)呈現不(bu)同色(se)(se)彩(cai)的(de)(de)(de)原因。

4. 表面(mian)氧(yang)化膜的(de)成分改(gai)變(bian)的(de)影響

  表面氧(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成分改變(bian)(bian)(bian)，就會改變(bian)(bian)(bian)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)率(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大小(xiao)，即使表面膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)厚(hou)度(du)相同(tong)(tong)，干(gan)(gan)涉色的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)色彩也會發生變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)。根據氧(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)厚(hou)度(du)、膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)色彩對應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)波長(chang)入、折(zhe)(zhe)射(she)(she)率(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)估算(suan)值見(jian)表8-4[58].試樣(yang)3號(hao)(hao)與6號(hao)(hao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)程差(cha)(cha)(cha)，從表8-4可(ke)見(jian)有(you)較(jiao)好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)倍(bei)數關系(xi)。試樣(yang)1號(hao)(hao)、2號(hao)(hao)、3號(hao)(hao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)率(lv)較(jiao)接(jie)近，但4號(hao)(hao)、5號(hao)(hao)、6號(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)率(lv)變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)較(jiao)大，主要原因(yin)可(ke)能(neng)是膜(mo)(mo)(mo)(mo)層中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學組成不(bu)(bu)同(tong)(tong)，含鎳量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)(cha)(cha)別(bie)所造(zao)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。膜(mo)(mo)(mo)(mo)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)率(lv)取決于(yu)該氧(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)組成，只有(you)當氧(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)一定時，光(guang)程差(cha)(cha)(cha)Δ才(cai)能(neng)依膜(mo)(mo)(mo)(mo)厚(hou)h呈線性(xing)連(lian)續(xu)變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)。錢加權用(yong)俄歇能(neng)譜(pu)檢測了(le)(le)6種(zhong)試樣(yang)膜(mo)(mo)(mo)(mo)層不(bu)(bu)同(tong)(tong)深(shen)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)元(yuan)素(su)相對含量（原子％），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)增長(chang)，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)組成出現(xian)了(le)(le)較(jiao)大的(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)表層和逐層深(shen)度(du)中(zhong)鉻、鎳、鐵(tie)、氧(yang)等元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)百分含量均發生了(le)(le)不(bu)(bu)均衡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)，光(guang)程差(cha)(cha)(cha)Δ不(bu)(bu)能(neng)隨厚(hou)度(du)呈線性(xing)連(lian)續(xu)變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)，這(zhe)是導(dao)(dao)致其色譜(pu)不(bu)(bu)能(neng)呈可(ke)見(jian)連(lian)續(xu)光(guang)譜(pu)排(pai)列的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要原因(yin)。假定膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)率(lv)n不(bu)(bu)變(bian)(bian)(bian)，光(guang)程差(cha)(cha)(cha)Δ為(wei)入射(she)(she)光(guang)波長(chang)入的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)整數倍(bei)時，才(cai)能(neng)發生反射(she)(she)光(guang)與折(zhe)(zhe)射(she)(she)光(guang)相干(gan)(gan)涉而(er)加強，也會導(dao)(dao)致彩色不(bu)(bu)銹鋼彩色色譜(pu)不(bu)(bu)連(lian)續(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)現(xian)象發生。這(zhe)由薄(bo)膜(mo)(mo)(mo)(mo)光(guang)學干(gan)(gan)涉成色的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原理所決定。

5. 不銹鋼固有(you)金(jin)屬色澤的影響

  受(shou)(shou)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼基(ji)體固有金(jin)屬色(se)澤(ze)(ze)(ze)的(de)(de)(de)影(ying)響，彩(cai)色(se)光不(bu)(bu)能呈(cheng)現光譜(pu)中的(de)(de)(de)任何一種顏色(se)。對(dui)于(yu)表面鏡面拋光的(de)(de)(de)和非鏡面拋光的(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼均(jun)能獲(huo)得富(fu)有光澤(ze)(ze)(ze)的(de)(de)(de)鮮艷色(se)彩(cai)。由于(yu)保持了不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼所(suo)固有的(de)(de)(de)反(fan)光特性和優越的(de)(de)(de)耐(nai)蝕性，彩(cai)色(se)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼具有色(se)澤(ze)(ze)(ze)自然(ran)、柔和、長期(qi)經受(shou)(shou)紫外線(xian)照(zhao)射(she)而不(bu)(bu)變色(se)的(de)(de)(de)光學(xue)特性，持久不(bu)(bu)變。