彩色不銹鋼著色原理主要有以下幾點：

1. 光的干涉原(yuan)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

通過光干涉相互加強(qiang)，對應(ying)于該波(bo)長光的色調被加強(qiang)而顯示出符合于該波(bo)長的色彩，不同顏(yan)色對應(ying)波(bo)長入(ru)見表8-2。

2. 膜層厚度與顯(xian)示色彩的關(guan)系

  當不銹(xiu)鋼(gang)表面氧(yang)化膜的折射(she)率 n 一(yi)定(ding)時，干(gan)涉色主要取決于氧(yang)化膜的厚度h 和自(zi)然光入射(she)角度i。膜的厚度 h 與顏(yan)色的關(guan)系見(jian)表8-3。

  實驗證明，在(zai)有效著色(se)(se)范(fan)圍內，膜層厚度隨著著色(se)(se)進(jin)程的進(jin)行而持(chi)續增長，最初(chu)薄膜氧化膜顯示藍色(se)(se)、棕色(se)(se)，進(jin)而膜為(wei)中(zhong)(zhong)等厚度顯示金黃色(se)(se)、紅色(se)(se)，后來膜為(wei)厚膜則(ze)顯示綠色(se)(se)，共(gong)4種(zhong)主色(se)(se)，加上中(zhong)(zhong)間色(se)(se)彩(cai)共(gong)約(yue)十(shi)幾種(zhong)色(se)(se)，但不(bu)能顯示日光中(zhong)(zhong)的7種(zhong)彩(cai)色(se)(se)。

3. 入射角變(bian)化的影(ying)響

  當氧化膜的(de)厚度(du)h固定時，入射角的(de)角度(du)i改變，不銹(xiu)鋼表(biao)面的(de)色彩(cai)會隨(sui)之(zhi)發生相應的(de)變化，由入射光在折射后的(de)光程(cheng)差發生變化所(suo)引起。這就是太陽(yang)光從(cong)日出到日落(luo)照(zhao)射在裝飾有(you)彩(cai)色不銹(xiu)鋼的(de)建筑大廈上會呈現不同(tong)色彩(cai)的(de)原(yuan)因。

4. 表面氧化膜的成分改變的影響

  表(biao)面(mian)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)分改(gai)變(bian)(bian)，就會(hui)改(gai)變(bian)(bian)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(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，即(ji)使表(biao)面(mian)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)厚(hou)度(du)(du)相同(tong)(tong)，干涉(she)色(se)(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)色(se)(se)彩也(ye)會(hui)發(fa)生(sheng)(sheng)變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)。根據(ju)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)厚(hou)度(du)(du)、膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)色(se)(se)彩對應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)波長入(ru)、折(zhe)(zhe)射(she)(she)率(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)估(gu)算值(zhi)見(jian)(jian)(jian)表(biao)8-4[58].試樣(yang)3號與6號膜(mo)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)程差，從表(biao)8-4可(ke)見(jian)(jian)(jian)有較(jiao)好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)倍數(shu)關系。試樣(yang)1號、2號、3號膜(mo)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)率(lv)較(jiao)接近(jin)，但4號、5號、6號的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)率(lv)變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)較(jiao)大，主要(yao)原(yuan)(yuan)因可(ke)能(neng)(neng)是(shi)膜(mo)層中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學組(zu)成(cheng)不(bu)(bu)同(tong)(tong)，含鎳(nie)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差別所造成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。膜(mo)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)率(lv)取(qu)決(jue)(jue)于該氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)(gou)組(zu)成(cheng)，只(zhi)有當(dang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)(gou)一定(ding)時(shi)，光(guang)(guang)程差Δ才(cai)(cai)能(neng)(neng)依膜(mo)厚(hou)h呈(cheng)(cheng)線性(xing)連續(xu)(xu)變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)。錢(qian)加權用(yong)俄歇能(neng)(neng)譜(pu)檢測了(le)6種(zhong)試樣(yang)膜(mo)層不(bu)(bu)同(tong)(tong)深度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)元素相對含量(liang)(liang)（原(yuan)(yuan)子(zi)％），見(jian)(jian)(jian)表(biao)8-5。表(biao)8-5表(biao)明，隨著(zhu)厚(hou)度(du)(du)h的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增長，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)(gou)組(zu)成(cheng)出(chu)現了(le)較(jiao)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)改(gai)變(bian)(bian)，膜(mo)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)層和逐層深度(du)(du)中鉻(ge)、鎳(nie)、鐵、氧(yang)(yang)等元素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)百分含量(liang)(liang)均(jun)發(fa)生(sheng)(sheng)了(le)不(bu)(bu)均(jun)衡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)，光(guang)(guang)程差Δ不(bu)(bu)能(neng)(neng)隨厚(hou)度(du)(du)呈(cheng)(cheng)線性(xing)連續(xu)(xu)變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)，這是(shi)導致(zhi)其(qi)色(se)(se)譜(pu)不(bu)(bu)能(neng)(neng)呈(cheng)(cheng)可(ke)見(jian)(jian)(jian)連續(xu)(xu)光(guang)(guang)譜(pu)排列的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)原(yuan)(yuan)因。假(jia)定(ding)膜(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)，光(guang)(guang)程差Δ為入(ru)射(she)(she)光(guang)(guang)波長入(ru)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)整數(shu)倍時(shi)，才(cai)(cai)能(neng)(neng)發(fa)生(sheng)(sheng)反射(she)(she)光(guang)(guang)與折(zhe)(zhe)射(she)(she)光(guang)(guang)相干涉(she)而加強，也(ye)會(hui)導致(zhi)彩色(se)(se)不(bu)(bu)銹鋼彩色(se)(se)色(se)(se)譜(pu)不(bu)(bu)連續(xu)(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)現象發(fa)生(sheng)(sheng)。這由(you)薄膜(mo)光(guang)(guang)學干涉(she)成(cheng)色(se)(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)理所決(jue)(jue)定(ding)。

5. 不銹(xiu)鋼固有金屬色澤的(de)影響(xiang)

  受(shou)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)基(ji)體固有金屬色(se)澤的(de)影響，彩(cai)色(se)光(guang)不(bu)(bu)能(neng)呈現(xian)光(guang)譜中的(de)任何一種(zhong)顏色(se)。對于表(biao)面(mian)鏡面(mian)拋(pao)(pao)光(guang)的(de)和非鏡面(mian)拋(pao)(pao)光(guang)的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)均(jun)能(neng)獲得富有光(guang)澤的(de)鮮艷色(se)彩(cai)。由于保持(chi)了不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)所固有的(de)反光(guang)特(te)(te)性和優越的(de)耐蝕性，彩(cai)色(se)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有色(se)澤自然、柔和、長期經受(shou)紫外線照射而(er)不(bu)(bu)變(bian)色(se)的(de)光(guang)學特(te)(te)性，持(chi)久(jiu)不(bu)(bu)變(bian)。