彩色不銹鋼著色原理主要有以下幾點：

1. 光(guang)的干涉(she)原(yuan)理

  不(bu)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)干涉相互加強，對應(ying)于該(gai)波長(chang)光(guang)的色(se)調被加強而(er)顯示(shi)出符合于該(gai)波長(chang)的色(se)彩，不同顏色(se)對應(ying)波長(chang)入見表8-2。

2. 膜(mo)層厚度與顯(xian)示色(se)彩的(de)關系

  當(dang)不銹鋼表(biao)面氧化膜(mo)的(de)折(zhe)射率(lv) n 一定時，干涉(she)色主要取決于氧化膜(mo)的(de)厚度h 和自然光(guang)入射角度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，在有效著(zhu)色(se)(se)(se)范圍內(nei)，膜(mo)(mo)(mo)層厚度隨著(zhu)著(zhu)色(se)(se)(se)進程的進行而持續增長(chang)，最初薄膜(mo)(mo)(mo)氧化膜(mo)(mo)(mo)顯(xian)示藍色(se)(se)(se)、棕色(se)(se)(se)，進而膜(mo)(mo)(mo)為(wei)中(zhong)等厚度顯(xian)示金黃(huang)色(se)(se)(se)、紅(hong)色(se)(se)(se)，后來膜(mo)(mo)(mo)為(wei)厚膜(mo)(mo)(mo)則(ze)顯(xian)示綠色(se)(se)(se)，共(gong)4種主色(se)(se)(se)，加上中(zhong)間色(se)(se)(se)彩(cai)共(gong)約十幾(ji)種色(se)(se)(se)，但(dan)不能(neng)顯(xian)示日光中(zhong)的7種彩(cai)色(se)(se)(se)。

3. 入射角變化的影響

  當氧化(hua)膜的厚度(du)h固定時，入射(she)角(jiao)的角(jiao)度(du)i改變，不銹(xiu)鋼(gang)表面(mian)的色彩會隨之(zhi)發生相應的變化(hua)，由入射(she)光在折射(she)后(hou)的光程差發生變化(hua)所引起。這就是太陽(yang)光從(cong)日出到日落(luo)照射(she)在裝飾有彩色不銹(xiu)鋼(gang)的建筑大(da)廈上會呈現不同色彩的原(yuan)因。

4. 表(biao)面氧(yang)化膜(mo)的成(cheng)分(fen)改變的影響

  表面氧化(hua)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)分改(gai)變(bian)(bian)(bian)，就會(hui)改(gai)變(bian)(bian)(bian)氧化(hua)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)率(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小，即使表面膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)厚(hou)度(du)相同(tong)，干涉(she)色的(de)(de)(de)(de)(de)色彩(cai)也(ye)會(hui)發(fa)生變(bian)(bian)(bian)化(hua)。根(gen)據氧化(hua)膜(mo)(mo)厚(hou)度(du)、膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)色彩(cai)對應的(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)長入、折(zhe)(zhe)射(she)率(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)估算值見表8-4[58].試樣(yang)3號(hao)(hao)與6號(hao)(hao)膜(mo)(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)程(cheng)(cheng)差(cha)(cha)，從表8-4可見有較好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)倍數關系。試樣(yang)1號(hao)(hao)、2號(hao)(hao)、3號(hao)(hao)膜(mo)(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)率(lv)較接(jie)近，但4號(hao)(hao)、5號(hao)(hao)、6號(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)率(lv)變(bian)(bian)(bian)化(hua)較大(da)，主要原(yuan)因(yin)可能(neng)是膜(mo)(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)中的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學組成(cheng)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong)，含鎳量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)(cha)別所(suo)造成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)。膜(mo)(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)率(lv)取(qu)決于該氧化(hua)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)組成(cheng)，只有當氧化(hua)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)一(yi)定(ding)時，光(guang)(guang)程(cheng)(cheng)差(cha)(cha)Δ才(cai)能(neng)依膜(mo)(mo)厚(hou)h呈(cheng)線性(xing)連(lian)續變(bian)(bian)(bian)化(hua)。錢加(jia)權用(yong)俄歇能(neng)譜(pu)檢(jian)測了(le)6種試樣(yang)膜(mo)(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong)深度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)元素相對含量(liang)（原(yuan)子％），見表8-5。表8-5表明，隨著(zhu)厚(hou)度(du)h的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)長，氧化(hua)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)組成(cheng)出現(xian)了(le)較大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)改(gai)變(bian)(bian)(bian)，膜(mo)(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)表層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)和逐層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)深度(du)中鉻、鎳、鐵、氧等(deng)元素的(de)(de)(de)(de)(de)百分含量(liang)均發(fa)生了(le)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)均衡的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)化(hua)，光(guang)(guang)程(cheng)(cheng)差(cha)(cha)Δ不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)能(neng)隨厚(hou)度(du)呈(cheng)線性(xing)連(lian)續變(bian)(bian)(bian)化(hua)，這(zhe)(zhe)是導致其色譜(pu)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)能(neng)呈(cheng)可見連(lian)續光(guang)(guang)譜(pu)排列(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)主要原(yuan)因(yin)。假定(ding)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)率(lv)n不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)變(bian)(bian)(bian)，光(guang)(guang)程(cheng)(cheng)差(cha)(cha)Δ為入射(she)光(guang)(guang)波(bo)(bo)長入的(de)(de)(de)(de)(de)整數倍時，才(cai)能(neng)發(fa)生反(fan)射(she)光(guang)(guang)與折(zhe)(zhe)射(she)光(guang)(guang)相干涉(she)而加(jia)強(qiang)，也(ye)會(hui)導致彩(cai)色不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼彩(cai)色色譜(pu)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)連(lian)續的(de)(de)(de)(de)(de)現(xian)象(xiang)發(fa)生。這(zhe)(zhe)由薄膜(mo)(mo)光(guang)(guang)學干涉(she)成(cheng)色的(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)理所(suo)決定(ding)。

5. 不銹鋼(gang)固有金屬色澤的影響

  受(shou)不(bu)(bu)銹鋼基體固(gu)有(you)金屬色(se)(se)(se)澤(ze)的(de)影響，彩(cai)色(se)(se)(se)光(guang)不(bu)(bu)能(neng)呈現光(guang)譜中(zhong)的(de)任(ren)何一種顏色(se)(se)(se)。對于表面(mian)鏡(jing)面(mian)拋光(guang)的(de)和非鏡(jing)面(mian)拋光(guang)的(de)不(bu)(bu)銹鋼均能(neng)獲得富有(you)光(guang)澤(ze)的(de)鮮艷(yan)色(se)(se)(se)彩(cai)。由于保持了(le)不(bu)(bu)銹鋼所(suo)固(gu)有(you)的(de)反(fan)光(guang)特性(xing)和優(you)越的(de)耐蝕性(xing)，彩(cai)色(se)(se)(se)不(bu)(bu)銹鋼具(ju)有(you)色(se)(se)(se)澤(ze)自然、柔和、長(chang)期經受(shou)紫外線照射(she)而不(bu)(bu)變色(se)(se)(se)的(de)光(guang)學(xue)特性(xing)，持久不(bu)(bu)變。