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(xiang)互加強，對(dui)應于該波(bo)(bo)長(chang)光的(de)色調被(bei)加強而(er)顯示出符合于該波(bo)(bo)長(chang)的(de)色彩，不同顏色對(dui)應波(bo)(bo)長(chang)入見(jian)表8-2。

2. 膜層厚度與顯示(shi)色彩的(de)關系

  當不銹鋼表(biao)面氧化膜的折射率 n 一定(ding)時，干涉色主要取決于氧化膜的厚(hou)度(du)h 和自然光(guang)入射角度(du)i。膜的厚(hou)度(du) h 與顏色的關系(xi)見表(biao)8-3。

  實驗證明(ming)，在有(you)效著色(se)(se)范圍(wei)內，膜(mo)(mo)層厚(hou)(hou)度(du)隨著著色(se)(se)進程的(de)進行(xing)而(er)持續增長，最初薄膜(mo)(mo)氧化膜(mo)(mo)顯(xian)示藍色(se)(se)、棕(zong)色(se)(se)，進而(er)膜(mo)(mo)為中(zhong)等厚(hou)(hou)度(du)顯(xian)示金黃(huang)色(se)(se)、紅(hong)色(se)(se)，后(hou)來膜(mo)(mo)為厚(hou)(hou)膜(mo)(mo)則顯(xian)示綠色(se)(se)，共(gong)(gong)4種(zhong)(zhong)主色(se)(se)，加上中(zhong)間色(se)(se)彩(cai)共(gong)(gong)約十幾種(zhong)(zhong)色(se)(se)，但不能(neng)顯(xian)示日光(guang)中(zhong)的(de)7種(zhong)(zhong)彩(cai)色(se)(se)。

3. 入射角變化(hua)的影(ying)響

  當氧化(hua)膜的(de)厚度h固定時(shi)，入射角的(de)角度i改變(bian)，不銹鋼(gang)(gang)表面的(de)色(se)彩(cai)會隨(sui)之發生(sheng)相應的(de)變(bian)化(hua)，由入射光在(zai)折(zhe)射后的(de)光程差發生(sheng)變(bian)化(hua)所引起。這就是太陽光從日(ri)出到日(ri)落照射在(zai)裝飾(shi)有彩(cai)色(se)不銹鋼(gang)(gang)的(de)建筑大廈(sha)上會呈現不同色(se)彩(cai)的(de)原(yuan)因。

4. 表面氧(yang)化膜的成分改變的影響

  表面(mian)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分改(gai)(gai)變(bian)(bian)，就會(hui)改(gai)(gai)變(bian)(bian)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)率(lv)(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大小，即使表面(mian)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)厚度(du)(du)相同，干涉(she)(she)(she)色的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)色彩(cai)(cai)也會(hui)發生(sheng)(sheng)變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)。根據氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)厚度(du)(du)、膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)色彩(cai)(cai)對(dui)應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)波長(chang)入(ru)、折(zhe)(zhe)射(she)(she)率(lv)(lv)n的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)估算值見表8-4[58].試樣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)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)程(cheng)差(cha)(cha)，從表8-4可見有較(jiao)(jiao)(jiao)好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)倍(bei)數(shu)關系。試樣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)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)率(lv)(lv)較(jiao)(jiao)(jiao)接近(jin)，但4號(hao)(hao)(hao)、5號(hao)(hao)(hao)、6號(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)率(lv)(lv)變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)較(jiao)(jiao)(jiao)大，主要原因可能(neng)(neng)是膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)學組(zu)成(cheng)(cheng)不(bu)同，含鎳量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)(cha)別所造(zao)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)率(lv)(lv)取決于該氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構組(zu)成(cheng)(cheng)，只(zhi)有當氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構一定時，光(guang)(guang)程(cheng)差(cha)(cha)Δ才能(neng)(neng)依膜(mo)(mo)(mo)(mo)厚h呈(cheng)線性(xing)連(lian)(lian)(lian)續變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)。錢加權用俄歇能(neng)(neng)譜(pu)(pu)檢測了(le)(le)6種試樣膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)不(bu)同深度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)元(yuan)素(su)相對(dui)含量（原子％），見表8-5。表8-5表明(ming)，隨(sui)著厚度(du)(du)h的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增長(chang)，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構組(zu)成(cheng)(cheng)出現了(le)(le)較(jiao)(jiao)(jiao)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)改(gai)(gai)變(bian)(bian)，膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表層(ceng)和逐層(ceng)深度(du)(du)中(zhong)鉻、鎳、鐵(tie)、氧(yang)等元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)百分含量均發生(sheng)(sheng)了(le)(le)不(bu)均衡(heng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)，光(guang)(guang)程(cheng)差(cha)(cha)Δ不(bu)能(neng)(neng)隨(sui)厚度(du)(du)呈(cheng)線性(xing)連(lian)(lian)(lian)續變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)，這是導(dao)致其(qi)色譜(pu)(pu)不(bu)能(neng)(neng)呈(cheng)可見連(lian)(lian)(lian)續光(guang)(guang)譜(pu)(pu)排列(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要原因。假定膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)折(zhe)(zhe)射(she)(she)率(lv)(lv)n不(bu)變(bian)(bian)，光(guang)(guang)程(cheng)差(cha)(cha)Δ為入(ru)射(she)(she)光(guang)(guang)波長(chang)入(ru)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)整數(shu)倍(bei)時，才能(neng)(neng)發生(sheng)(sheng)反射(she)(she)光(guang)(guang)與(yu)折(zhe)(zhe)射(she)(she)光(guang)(guang)相干涉(she)(she)(she)而加強(qiang)，也會(hui)導(dao)致彩(cai)(cai)色不(bu)銹鋼彩(cai)(cai)色色譜(pu)(pu)不(bu)連(lian)(lian)(lian)續的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)現象(xiang)發生(sheng)(sheng)。這由薄膜(mo)(mo)(mo)(mo)光(guang)(guang)學干涉(she)(she)(she)成(cheng)(cheng)色的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原理(li)所決定。

5. 不(bu)銹鋼固(gu)有(you)金屬(shu)色澤的影響

  受(shou)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)基體(ti)固(gu)有金屬色(se)(se)澤(ze)(ze)(ze)的(de)影響，彩色(se)(se)光(guang)(guang)(guang)不(bu)能呈現光(guang)(guang)(guang)譜中的(de)任(ren)何一種顏色(se)(se)。對于表面鏡面拋光(guang)(guang)(guang)的(de)和非鏡面拋光(guang)(guang)(guang)的(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)均能獲得富有光(guang)(guang)(guang)澤(ze)(ze)(ze)的(de)鮮艷色(se)(se)彩。由于保持了不(bu)銹(xiu)鋼(gang)所固(gu)有的(de)反(fan)光(guang)(guang)(guang)特性(xing)(xing)和優越的(de)耐(nai)蝕性(xing)(xing)，彩色(se)(se)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有色(se)(se)澤(ze)(ze)(ze)自(zi)然(ran)、柔和、長(chang)期(qi)經受(shou)紫(zi)外線照射而(er)不(bu)變色(se)(se)的(de)光(guang)(guang)(guang)學(xue)特性(xing)(xing)，持久不(bu)變。