彩色不銹鋼著色原理主要有以下幾點：

1. 光的干(gan)涉(she)原理

  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

通過光干涉相互加強，對應(ying)于該(gai)波(bo)長光的色(se)(se)調(diao)被加強而顯示出符合于該(gai)波(bo)長的色(se)(se)彩，不(bu)同顏色(se)(se)對應(ying)波(bo)長入見(jian)表8-2。

2. 膜層厚度(du)與顯(xian)示色彩的關系(xi)

  當不銹鋼表(biao)面(mian)氧化(hua)膜的(de)折(zhe)射率 n 一定時，干(gan)涉色(se)主(zhu)要取決于(yu)氧化(hua)膜的(de)厚(hou)度h 和(he)自然光入射角度i。膜的(de)厚(hou)度 h 與顏(yan)色(se)的(de)關系(xi)見(jian)表(biao)8-3。

  實(shi)驗(yan)證明，在有效著色(se)(se)范圍內，膜(mo)(mo)層(ceng)厚(hou)度隨著著色(se)(se)進(jin)程的進(jin)行而持續增長(chang)，最初薄膜(mo)(mo)氧化(hua)膜(mo)(mo)顯(xian)(xian)示藍色(se)(se)、棕色(se)(se)，進(jin)而膜(mo)(mo)為中(zhong)等(deng)厚(hou)度顯(xian)(xian)示金黃色(se)(se)、紅色(se)(se)，后來膜(mo)(mo)為厚(hou)膜(mo)(mo)則顯(xian)(xian)示綠色(se)(se)，共4種(zhong)主(zhu)色(se)(se)，加上(shang)中(zhong)間色(se)(se)彩(cai)共約十幾種(zhong)色(se)(se)，但不(bu)能(neng)顯(xian)(xian)示日光中(zhong)的7種(zhong)彩(cai)色(se)(se)。

3. 入射角變化的影(ying)響

  當氧化膜的(de)(de)厚度(du)h固(gu)定時，入射角的(de)(de)角度(du)i改變，不銹(xiu)鋼表面的(de)(de)色彩會(hui)隨(sui)之發(fa)生相應的(de)(de)變化，由入射光(guang)(guang)在(zai)折(zhe)射后(hou)的(de)(de)光(guang)(guang)程差發(fa)生變化所引起。這就是太(tai)陽(yang)光(guang)(guang)從(cong)日出(chu)到日落(luo)照射在(zai)裝飾有彩色不銹(xiu)鋼的(de)(de)建筑大(da)廈上會(hui)呈現不同色彩的(de)(de)原(yuan)因。

4. 表面氧(yang)化膜(mo)的成分改變(bian)的影響

  表(biao)(biao)(biao)面氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)改變(bian)(bian)(bian)，就(jiu)會(hui)(hui)改變(bian)(bian)(bian)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)射率(lv)n的(de)(de)(de)(de)大(da)小，即使表(biao)(biao)(biao)面膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)厚度(du)相同，干涉(she)色(se)(se)的(de)(de)(de)(de)色(se)(se)彩(cai)也會(hui)(hui)發(fa)(fa)生變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)。根據氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)厚度(du)、膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)色(se)(se)彩(cai)對應的(de)(de)(de)(de)波(bo)長入、折(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)射率(lv)n的(de)(de)(de)(de)估算(suan)值見表(biao)(biao)(biao)8-4[58].試(shi)(shi)樣3號(hao)(hao)(hao)與6號(hao)(hao)(hao)膜(mo)(mo)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)光程差，從表(biao)(biao)(biao)8-4可(ke)(ke)見有較(jiao)(jiao)好的(de)(de)(de)(de)倍數關系。試(shi)(shi)樣1號(hao)(hao)(hao)、2號(hao)(hao)(hao)、3號(hao)(hao)(hao)膜(mo)(mo)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)(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)折(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)射率(lv)變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)較(jiao)(jiao)大(da)，主要(yao)原(yuan)因可(ke)(ke)能是(shi)膜(mo)(mo)層(ceng)(ceng)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)學組成(cheng)(cheng)不(bu)同，含(han)(han)鎳量的(de)(de)(de)(de)差別所(suo)造(zao)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)。膜(mo)(mo)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)射率(lv)取決(jue)于該氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)組成(cheng)(cheng)，只有當氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)一(yi)定(ding)時(shi)，光程差Δ才能依膜(mo)(mo)厚h呈(cheng)(cheng)(cheng)線性連(lian)續(xu)變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)。錢加權(quan)用俄歇能譜檢測了6種試(shi)(shi)樣膜(mo)(mo)層(ceng)(ceng)不(bu)同深度(du)的(de)(de)(de)(de)元(yuan)素相對含(han)(han)量（原(yuan)子％），見表(biao)(biao)(biao)8-5。表(biao)(biao)(biao)8-5表(biao)(biao)(biao)明，隨(sui)著厚度(du)h的(de)(de)(de)(de)增長，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)組成(cheng)(cheng)出現了較(jiao)(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)改變(bian)(bian)(bian)，膜(mo)(mo)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)和(he)逐層(ceng)(ceng)深度(du)中(zhong)鉻、鎳、鐵、氧(yang)(yang)等元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)百(bai)分(fen)含(han)(han)量均發(fa)(fa)生了不(bu)均衡的(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)，光程差Δ不(bu)能隨(sui)厚度(du)呈(cheng)(cheng)(cheng)線性連(lian)續(xu)變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)，這是(shi)導(dao)致其色(se)(se)譜不(bu)能呈(cheng)(cheng)(cheng)可(ke)(ke)見連(lian)續(xu)光譜排(pai)列(lie)的(de)(de)(de)(de)主要(yao)原(yuan)因。假定(ding)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)射率(lv)n不(bu)變(bian)(bian)(bian)，光程差Δ為入射光波(bo)長入的(de)(de)(de)(de)整數倍時(shi)，才能發(fa)(fa)生反射光與折(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)射光相干涉(she)而加強，也會(hui)(hui)導(dao)致彩(cai)色(se)(se)不(bu)銹鋼彩(cai)色(se)(se)色(se)(se)譜不(bu)連(lian)續(xu)的(de)(de)(de)(de)現象發(fa)(fa)生。這由薄(bo)膜(mo)(mo)光學干涉(she)成(cheng)(cheng)色(se)(se)的(de)(de)(de)(de)原(yuan)理所(suo)決(jue)定(ding)。

5. 不銹鋼固有金屬色澤的影響

  受不銹(xiu)鋼(gang)基體固(gu)有金屬(shu)色(se)(se)澤的(de)(de)影(ying)響，彩(cai)色(se)(se)光(guang)不能呈現光(guang)譜中的(de)(de)任何一種顏色(se)(se)。對(dui)于(yu)表面(mian)鏡(jing)面(mian)拋光(guang)的(de)(de)和(he)非(fei)鏡(jing)面(mian)拋光(guang)的(de)(de)不銹(xiu)鋼(gang)均能獲(huo)得富(fu)有光(guang)澤的(de)(de)鮮艷色(se)(se)彩(cai)。由于(yu)保持了不銹(xiu)鋼(gang)所固(gu)有的(de)(de)反(fan)光(guang)特(te)性和(he)優越的(de)(de)耐蝕性，彩(cai)色(se)(se)不銹(xiu)鋼(gang)具有色(se)(se)澤自然、柔和(he)、長期經受紫外線照射而不變色(se)(se)的(de)(de)光(guang)學特(te)性，持久(jiu)不變。