初形成的氧化膜從透射電子顯微照片可見到具有密度約為1011根／c㎡、直徑為10~20nm(1nm=10^-9cm)的大量微孔，這就是初生的氧化膜的耐磨性、耐蝕性和耐污性均不好的原因。

 著色膜經50%H₂O+50%C₂H₅OH+100g/L H₂SO₄溶液的陽極溶解法退除氧化膜，退除液用原子吸收光譜進行分析，測得膜成分質量百分含量為鉻19.6%、鐵11.7%、鎳2.1%.這三種元素的質量占膜總質量的1/3,所以估計表面是含有較多結晶水的氧化物。再從次紅外線光譜分析及電子衍射結構分析發現，其化學組成可表示為：（CrFe)₂O₃·(FeNi)O·xH₂O。

 電子探(tan)針顯微分(fen)(fen)析未(wei)退除膜(mo)的(de)質量百分(fen)(fen)組成為鉻21.3%、鐵11.5%、鎳(nie)6.3%,這與原子吸(xi)收光譜(pu)分(fen)(fen)析退除膜(mo)的(de)結果大致(zhi)相(xiang)符(fu)合。

 X射(she)線衍(yan)射(she)分析退除膜，沒有發現任(ren)何(he)確(que)定的衍(yan)射(she)峰(feng)值(zhi)，這(zhe)意味著結(jie)晶尺寸很小。在著色初期形成的膜，退除后用透射(she)電(dian)子顯(xian)微鏡(jing)拍攝的圖(tu)指出，幾(ji)乎是(shi)無定形結(jie)構，從這(zhe)個膜得到電(dian)子衍(yan)射(she)圖(tu)加以放大，發現膜具有尖品(pin)石的立方(fang)體結(jie)構，結(jie)晶尺寸為5nm。

 遠紅外光譜分析退除膜表明，在3370cm^-1和1640cm^-1有兩個強的吸收帶，這些可能是與晶格或配位水分子有關的γ(O-H)和δ(H-0-H)的振動。進一步的實驗表明，在這個區域內，Cr₂O₃和Cr₂O₃·xH₂O具有強烈的吸收。

1981年(nian)，R.C.富納克斯等人用超顯微鏡和透(tou)射電鏡研究了彩(cai)色膜的結構，發現膜的組織是由6~14nm的晶(jing)體組成的。

綜合所有實驗的結果，可以認為，這個膜是具有水化物的尖晶石結構，鉻含量較不銹(xiu)鋼中的鉻含量高，其化學組成可表示為如上所述。