彩色不銹鋼著色原理主要有以下幾點：

1. 光(guang)的(de)干涉原(yuan)理(li)

  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(gan)涉相互加(jia)(jia)強，對(dui)應于該波長(chang)光的(de)色調被(bei)加(jia)(jia)強而(er)顯(xian)示(shi)出符合于該波長(chang)的(de)色彩(cai)，不同顏色對(dui)應波長(chang)入見表8-2。

2. 膜層厚度與顯示色彩的(de)關(guan)系

  當不銹鋼(gang)表(biao)面氧化膜(mo)的(de)(de)折射率 n 一定時，干涉(she)色主要取決(jue)于(yu)氧化膜(mo)的(de)(de)厚度(du)(du)h 和自然光入射角度(du)(du)i。膜(mo)的(de)(de)厚度(du)(du) h 與顏色的(de)(de)關系見表(biao)8-3。

  實驗證明，在有(you)效著(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)范(fan)圍內，膜層厚(hou)(hou)度隨著(zhu)著(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)進程的(de)(de)進行而持續增長，最(zui)初薄膜氧化(hua)膜顯(xian)示(shi)(shi)藍色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)、棕色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)，進而膜為中等厚(hou)(hou)度顯(xian)示(shi)(shi)金黃色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)、紅色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)，后來膜為厚(hou)(hou)膜則(ze)顯(xian)示(shi)(shi)綠色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)，共(gong)4種主(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)，加上中間色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)彩(cai)共(gong)約(yue)十幾(ji)種色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)，但不能顯(xian)示(shi)(shi)日光中的(de)(de)7種彩(cai)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)。

3. 入射角(jiao)變化的影響

  當氧化(hua)膜的(de)(de)(de)(de)厚度h固定時，入(ru)射(she)角(jiao)的(de)(de)(de)(de)角(jiao)度i改變，不(bu)銹(xiu)鋼表面的(de)(de)(de)(de)色(se)(se)彩會隨之發生相應的(de)(de)(de)(de)變化(hua)，由(you)入(ru)射(she)光(guang)在(zai)折射(she)后(hou)的(de)(de)(de)(de)光(guang)程差(cha)發生變化(hua)所引起。這就是太陽光(guang)從(cong)日(ri)出到日(ri)落照射(she)在(zai)裝飾(shi)有彩色(se)(se)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)建筑(zhu)大廈上(shang)會呈(cheng)現不(bu)同色(se)(se)彩的(de)(de)(de)(de)原因。

4. 表面氧化膜的成分改(gai)變的影響

  表(biao)(biao)(biao)面氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)分改變(bian)(bian)(bian)，就會(hui)(hui)改變(bian)(bian)(bian)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射(she)率(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小(xiao)，即使表(biao)(biao)(biao)面膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)厚度(du)(du)相(xiang)同(tong)，干涉(she)色(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)色(se)彩(cai)也會(hui)(hui)發(fa)生變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)。根(gen)據氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)厚度(du)(du)、膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)色(se)彩(cai)對應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)波長入(ru)、折(zhe)射(she)率(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)估算值見表(biao)(biao)(biao)8-4[58].試(shi)樣3號(hao)與(yu)6號(hao)膜(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)程(cheng)差，從(cong)表(biao)(biao)(biao)8-4可(ke)見有較好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)倍(bei)數關系。試(shi)樣1號(hao)、2號(hao)、3號(hao)膜(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射(she)率(lv)較接近，但4號(hao)、5號(hao)、6號(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射(she)率(lv)變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)較大(da)，主要(yao)原因可(ke)能(neng)是膜(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學組(zu)成(cheng)不同(tong)，含(han)鎳量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差別所造(zao)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。膜(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射(she)率(lv)取決(jue)于(yu)該氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)組(zu)成(cheng)，只有當氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)一(yi)定(ding)時，光(guang)程(cheng)差Δ才能(neng)依(yi)膜(mo)(mo)(mo)厚h呈(cheng)線性(xing)連續變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)。錢加(jia)權用俄歇能(neng)譜(pu)檢測了(le)6種試(shi)樣膜(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)不同(tong)深度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)元(yuan)素相(xiang)對含(han)量(liang)（原子％），見表(biao)(biao)(biao)8-5。表(biao)(biao)(biao)8-5表(biao)(biao)(biao)明，隨(sui)著(zhu)厚度(du)(du)h的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增長，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)組(zu)成(cheng)出現了(le)較大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)改變(bian)(bian)(bian)，膜(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)和逐(zhu)層(ceng)(ceng)(ceng)深度(du)(du)中(zhong)鉻、鎳、鐵(tie)、氧(yang)(yang)等元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)百分含(han)量(liang)均(jun)發(fa)生了(le)不均(jun)衡(heng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)，光(guang)程(cheng)差Δ不能(neng)隨(sui)厚度(du)(du)呈(cheng)線性(xing)連續變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)，這是導(dao)致(zhi)其色(se)譜(pu)不能(neng)呈(cheng)可(ke)見連續光(guang)譜(pu)排列的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)原因。假定(ding)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射(she)率(lv)n不變(bian)(bian)(bian)，光(guang)程(cheng)差Δ為(wei)入(ru)射(she)光(guang)波長入(ru)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)整數倍(bei)時，才能(neng)發(fa)生反射(she)光(guang)與(yu)折(zhe)射(she)光(guang)相(xiang)干涉(she)而(er)加(jia)強(qiang)，也會(hui)(hui)導(dao)致(zhi)彩(cai)色(se)不銹鋼彩(cai)色(se)色(se)譜(pu)不連續的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)現象發(fa)生。這由(you)薄膜(mo)(mo)(mo)光(guang)學干涉(she)成(cheng)色(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原理所決(jue)定(ding)。

5. 不銹(xiu)鋼固有(you)金(jin)屬色澤的影響

  受(shou)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)基體固(gu)有(you)金屬色(se)澤的影響(xiang)，彩色(se)光(guang)不(bu)能(neng)呈(cheng)現光(guang)譜(pu)中的任何一種顏色(se)。對(dui)于(yu)表面(mian)鏡(jing)面(mian)拋(pao)(pao)光(guang)的和(he)非鏡(jing)面(mian)拋(pao)(pao)光(guang)的不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)均能(neng)獲得富有(you)光(guang)澤的鮮艷(yan)色(se)彩。由(you)于(yu)保(bao)持了不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)所固(gu)有(you)的反(fan)光(guang)特性(xing)和(he)優越的耐蝕性(xing)，彩色(se)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)具有(you)色(se)澤自然、柔和(he)、長期經(jing)受(shou)紫外線照射(she)而不(bu)變色(se)的光(guang)學特性(xing)，持久不(bu)變。