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(jia)強，對應(ying)于(yu)該波長(chang)(chang)光的色(se)調被加(jia)強而(er)顯(xian)示出(chu)符合于(yu)該波長(chang)(chang)的色(se)彩(cai)，不同(tong)顏色(se)對應(ying)波長(chang)(chang)入見表8-2。

2. 膜層(ceng)厚(hou)度與顯(xian)示色(se)彩的(de)關系

  當不銹鋼(gang)表面氧化膜(mo)的折射率 n 一定時，干(gan)涉(she)色主(zhu)要取決于氧化膜(mo)的厚度(du)h 和(he)自(zi)然光入(ru)射角度(du)i。膜(mo)的厚度(du) h 與顏色的關系見表8-3。

  實(shi)驗證明，在有(you)效著(zhu)色(se)(se)(se)(se)范圍內，膜(mo)(mo)(mo)(mo)層厚(hou)度隨(sui)著(zhu)著(zhu)色(se)(se)(se)(se)進(jin)程的進(jin)行而持(chi)續增長，最初薄膜(mo)(mo)(mo)(mo)氧化膜(mo)(mo)(mo)(mo)顯(xian)(xian)示藍色(se)(se)(se)(se)、棕色(se)(se)(se)(se)，進(jin)而膜(mo)(mo)(mo)(mo)為(wei)中等(deng)厚(hou)度顯(xian)(xian)示金黃色(se)(se)(se)(se)、紅色(se)(se)(se)(se)，后來膜(mo)(mo)(mo)(mo)為(wei)厚(hou)膜(mo)(mo)(mo)(mo)則顯(xian)(xian)示綠色(se)(se)(se)(se)，共(gong)4種(zhong)主色(se)(se)(se)(se)，加(jia)上中間色(se)(se)(se)(se)彩共(gong)約十幾種(zhong)色(se)(se)(se)(se)，但(dan)不能顯(xian)(xian)示日光中的7種(zhong)彩色(se)(se)(se)(se)。

3. 入射(she)角變化的影(ying)響(xiang)

  當氧化膜的(de)(de)(de)(de)(de)厚度h固(gu)定時(shi)，入射(she)角的(de)(de)(de)(de)(de)角度i改變，不銹鋼表面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)色(se)彩會(hui)隨之發(fa)生相(xiang)應的(de)(de)(de)(de)(de)變化，由入射(she)光在折射(she)后的(de)(de)(de)(de)(de)光程(cheng)差發(fa)生變化所引起。這就是太陽光從(cong)日出到日落照射(she)在裝(zhuang)飾有(you)彩色(se)不銹鋼的(de)(de)(de)(de)(de)建(jian)筑大廈上會(hui)呈現不同色(se)彩的(de)(de)(de)(de)(de)原因。

4. 表面氧化膜的成分改變的影(ying)響

  表(biao)面氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)改(gai)變(bian)(bian)(bian)，就(jiu)會(hui)改(gai)變(bian)(bian)(bian)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射(she)(she)(she)(she)(she)率(lv)(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)大小，即(ji)使表(biao)面膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)厚度相(xiang)(xiang)同(tong)，干涉(she)色(se)的(de)(de)(de)(de)(de)色(se)彩(cai)(cai)也(ye)會(hui)發生(sheng)(sheng)(sheng)變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。根據氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)厚度、膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)色(se)彩(cai)(cai)對應的(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)長(chang)入、折(zhe)射(she)(she)(she)(she)(she)率(lv)(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)估算值(zhi)見(jian)(jian)表(biao)8-4[58].試(shi)樣3號(hao)(hao)(hao)與(yu)6號(hao)(hao)(hao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)光程(cheng)差(cha)，從表(biao)8-4可(ke)見(jian)(jian)有(you)較(jiao)好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)倍(bei)數關系(xi)。試(shi)樣1號(hao)(hao)(hao)、2號(hao)(hao)(hao)、3號(hao)(hao)(hao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射(she)(she)(she)(she)(she)率(lv)(lv)較(jiao)接近，但(dan)4號(hao)(hao)(hao)、5號(hao)(hao)(hao)、6號(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射(she)(she)(she)(she)(she)率(lv)(lv)變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)較(jiao)大，主要原(yuan)(yuan)因可(ke)能(neng)是膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)中的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學組成(cheng)(cheng)(cheng)不(bu)(bu)同(tong)，含(han)鎳(nie)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)別所造成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)。膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射(she)(she)(she)(she)(she)率(lv)(lv)取決(jue)于該氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)組成(cheng)(cheng)(cheng)，只有(you)當(dang)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)一定(ding)(ding)時(shi)，光程(cheng)差(cha)Δ才(cai)能(neng)依膜(mo)(mo)(mo)(mo)厚h呈線性連(lian)續(xu)變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。錢加權用(yong)俄歇能(neng)譜檢測了6種試(shi)樣膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)不(bu)(bu)同(tong)深度的(de)(de)(de)(de)(de)元素(su)相(xiang)(xiang)對含(han)量(liang)（原(yuan)(yuan)子％），見(jian)(jian)表(biao)8-5。表(biao)8-5表(biao)明，隨著厚度h的(de)(de)(de)(de)(de)增長(chang)，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)組成(cheng)(cheng)(cheng)出現了較(jiao)大的(de)(de)(de)(de)(de)改(gai)變(bian)(bian)(bian)，膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)層(ceng)和逐層(ceng)深度中鉻、鎳(nie)、鐵、氧(yang)等元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)百分(fen)含(han)量(liang)均發生(sheng)(sheng)(sheng)了不(bu)(bu)均衡的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，光程(cheng)差(cha)Δ不(bu)(bu)能(neng)隨厚度呈線性連(lian)續(xu)變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，這是導致(zhi)其色(se)譜不(bu)(bu)能(neng)呈可(ke)見(jian)(jian)連(lian)續(xu)光譜排列的(de)(de)(de)(de)(de)主要原(yuan)(yuan)因。假(jia)定(ding)(ding)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)射(she)(she)(she)(she)(she)率(lv)(lv)n不(bu)(bu)變(bian)(bian)(bian)，光程(cheng)差(cha)Δ為入射(she)(she)(she)(she)(she)光波(bo)長(chang)入的(de)(de)(de)(de)(de)整(zheng)數倍(bei)時(shi)，才(cai)能(neng)發生(sheng)(sheng)(sheng)反射(she)(she)(she)(she)(she)光與(yu)折(zhe)射(she)(she)(she)(she)(she)光相(xiang)(xiang)干涉(she)而加強，也(ye)會(hui)導致(zhi)彩(cai)(cai)色(se)不(bu)(bu)銹鋼彩(cai)(cai)色(se)色(se)譜不(bu)(bu)連(lian)續(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)現象發生(sheng)(sheng)(sheng)。這由薄膜(mo)(mo)(mo)(mo)光學干涉(she)成(cheng)(cheng)(cheng)色(se)的(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)理所決(jue)定(ding)(ding)。

5. 不銹鋼固有金屬(shu)色澤的影響

  受不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)基(ji)體固有(you)(you)金屬色(se)澤(ze)(ze)的(de)(de)(de)影響，彩色(se)光不(bu)(bu)(bu)能呈現光譜中的(de)(de)(de)任何(he)一種顏色(se)。對于(yu)表面(mian)鏡面(mian)拋光的(de)(de)(de)和非鏡面(mian)拋光的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)均能獲得富有(you)(you)光澤(ze)(ze)的(de)(de)(de)鮮艷色(se)彩。由(you)于(yu)保持了不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)所(suo)固有(you)(you)的(de)(de)(de)反(fan)光特性和優越的(de)(de)(de)耐蝕性，彩色(se)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)具有(you)(you)色(se)澤(ze)(ze)自然(ran)、柔和、長期(qi)經受紫(zi)外線照射而不(bu)(bu)(bu)變(bian)色(se)的(de)(de)(de)光學特性，持久不(bu)(bu)(bu)變(bian)。