彩色不銹鋼著色原理主要有以下幾點：

1. 光的干涉原理(li)

  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

通過光干涉相互加強，對應于(yu)(yu)該波長(chang)光的色調被加強而顯示出符(fu)合(he)于(yu)(yu)該波長(chang)的色彩，不同顏色對應波長(chang)入見表8-2。

2. 膜層(ceng)厚度與顯示色彩(cai)的(de)關系

  當不(bu)銹鋼表面氧(yang)化膜(mo)的(de)折射(she)率 n 一(yi)定時，干涉色主要取決(jue)于(yu)氧(yang)化膜(mo)的(de)厚度(du)h 和自然(ran)光入(ru)射(she)角度(du)i。膜(mo)的(de)厚度(du) h 與顏色的(de)關系見(jian)表8-3。

  實驗證明，在(zai)有(you)效著(zhu)色(se)(se)范(fan)圍(wei)內(nei)，膜(mo)層厚(hou)度(du)隨著(zhu)著(zhu)色(se)(se)進(jin)程的(de)進(jin)行而持續增長，最初(chu)薄(bo)膜(mo)氧化(hua)膜(mo)顯示(shi)藍(lan)色(se)(se)、棕色(se)(se)，進(jin)而膜(mo)為中等厚(hou)度(du)顯示(shi)金(jin)黃色(se)(se)、紅(hong)色(se)(se)，后來膜(mo)為厚(hou)膜(mo)則顯示(shi)綠色(se)(se)，共4種主(zhu)色(se)(se)，加上中間色(se)(se)彩(cai)共約十幾種色(se)(se)，但不能顯示(shi)日(ri)光中的(de)7種彩(cai)色(se)(se)。

3. 入射角變(bian)化(hua)的(de)影響

  當氧化膜的(de)厚度(du)h固定時(shi)，入射(she)(she)角(jiao)的(de)角(jiao)度(du)i改(gai)變(bian)，不銹鋼表面的(de)色彩(cai)會(hui)隨(sui)之發生(sheng)相應(ying)的(de)變(bian)化，由(you)入射(she)(she)光在(zai)折射(she)(she)后的(de)光程差發生(sheng)變(bian)化所引起。這就是太陽光從日出到日落照射(she)(she)在(zai)裝(zhuang)飾有彩(cai)色不銹鋼的(de)建筑大廈上會(hui)呈現不同色彩(cai)的(de)原因。

4. 表(biao)面(mian)氧(yang)化膜的(de)成分改變的(de)影響

  表(biao)面氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)分改(gai)變(bian)(bian)，就會改(gai)變(bian)(bian)氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射(she)(she)率(lv)(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小，即(ji)使表(biao)面膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)厚(hou)(hou)度(du)相(xiang)同，干(gan)(gan)涉(she)色(se)的(de)(de)(de)(de)(de)色(se)彩也會發生(sheng)變(bian)(bian)化(hua)。根據氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)厚(hou)(hou)度(du)、膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)色(se)彩對應的(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)長(chang)(chang)入(ru)、折(zhe)射(she)(she)率(lv)(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)估算值見表(biao)8-4[58].試(shi)(shi)樣(yang)3號(hao)與6號(hao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)程差(cha)(cha)，從(cong)表(biao)8-4可(ke)見有(you)較(jiao)(jiao)(jiao)好的(de)(de)(de)(de)(de)倍數(shu)關系。試(shi)(shi)樣(yang)1號(hao)、2號(hao)、3號(hao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射(she)(she)率(lv)(lv)較(jiao)(jiao)(jiao)接近，但4號(hao)、5號(hao)、6號(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射(she)(she)率(lv)(lv)變(bian)(bian)化(hua)較(jiao)(jiao)(jiao)大(da)，主要原因(yin)可(ke)能(neng)是膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學組(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)不(bu)同，含(han)(han)鎳量的(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)(cha)別所(suo)造(zao)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)。膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射(she)(she)率(lv)(lv)取(qu)決于該(gai)氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)組(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)，只有(you)當氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)一(yi)定(ding)時，光(guang)(guang)(guang)程差(cha)(cha)Δ才(cai)能(neng)依膜(mo)(mo)(mo)(mo)厚(hou)(hou)h呈(cheng)線性連(lian)(lian)續(xu)變(bian)(bian)化(hua)。錢(qian)加權用(yong)俄歇能(neng)譜(pu)(pu)(pu)檢測了6種試(shi)(shi)樣(yang)膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)不(bu)同深(shen)(shen)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)元素相(xiang)對含(han)(han)量（原子(zi)％），見表(biao)8-5。表(biao)8-5表(biao)明，隨著厚(hou)(hou)度(du)h的(de)(de)(de)(de)(de)增長(chang)(chang)，氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)組(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)出現了較(jiao)(jiao)(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)改(gai)變(bian)(bian)，膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)層(ceng)(ceng)和(he)逐層(ceng)(ceng)深(shen)(shen)度(du)中(zhong)鉻、鎳、鐵、氧(yang)等(deng)元素的(de)(de)(de)(de)(de)百分含(han)(han)量均(jun)發生(sheng)了不(bu)均(jun)衡(heng)的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)，光(guang)(guang)(guang)程差(cha)(cha)Δ不(bu)能(neng)隨厚(hou)(hou)度(du)呈(cheng)線性連(lian)(lian)續(xu)變(bian)(bian)化(hua)，這是導致其色(se)譜(pu)(pu)(pu)不(bu)能(neng)呈(cheng)可(ke)見連(lian)(lian)續(xu)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)排列的(de)(de)(de)(de)(de)主要原因(yin)。假定(ding)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射(she)(she)率(lv)(lv)n不(bu)變(bian)(bian)，光(guang)(guang)(guang)程差(cha)(cha)Δ為入(ru)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)波(bo)長(chang)(chang)入(ru)的(de)(de)(de)(de)(de)整數(shu)倍時，才(cai)能(neng)發生(sheng)反射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)與折(zhe)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)相(xiang)干(gan)(gan)涉(she)而加強，也會導致彩色(se)不(bu)銹鋼彩色(se)色(se)譜(pu)(pu)(pu)不(bu)連(lian)(lian)續(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)現象發生(sheng)。這由薄膜(mo)(mo)(mo)(mo)光(guang)(guang)(guang)學干(gan)(gan)涉(she)成(cheng)(cheng)(cheng)色(se)的(de)(de)(de)(de)(de)原理(li)所(suo)決定(ding)。

5. 不銹鋼固有金屬色(se)澤(ze)的影響

  受(shou)不(bu)銹鋼基體固有(you)(you)金屬色(se)澤(ze)(ze)的影(ying)響，彩(cai)色(se)光(guang)(guang)不(bu)能(neng)呈現光(guang)(guang)譜中的任何一種顏色(se)。對(dui)于表(biao)面鏡面拋(pao)光(guang)(guang)的和非鏡面拋(pao)光(guang)(guang)的不(bu)銹鋼均(jun)能(neng)獲得富(fu)有(you)(you)光(guang)(guang)澤(ze)(ze)的鮮艷(yan)色(se)彩(cai)。由于保持了(le)不(bu)銹鋼所固有(you)(you)的反光(guang)(guang)特性和優越的耐蝕性，彩(cai)色(se)不(bu)銹鋼具有(you)(you)色(se)澤(ze)(ze)自然、柔和、長期經受(shou)紫外線照射而(er)不(bu)變(bian)色(se)的光(guang)(guang)學特性，持久不(bu)變(bian)。