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(dian)子(zi)(zi)探針顯微分析未退除(chu)膜(mo)的質(zhi)量百(bai)分組成為鉻21.3%、鐵(tie)11.5%、鎳(nie)6.3%,這(zhe)與原(yuan)子(zi)(zi)吸收光譜分析退除(chu)膜(mo)的結果大致相(xiang)符(fu)合。

 X射線(xian)衍(yan)射分析退除膜(mo)(mo)，沒有發(fa)現任何確定的(de)衍(yan)射峰值(zhi)，這(zhe)意(yi)味著結(jie)(jie)晶尺寸很小。在(zai)著色初期形(xing)成(cheng)的(de)膜(mo)(mo)，退除后用透射電(dian)子(zi)顯微(wei)鏡(jing)拍攝的(de)圖指出(chu)，幾乎是無定形(xing)結(jie)(jie)構(gou)，從(cong)這(zhe)個(ge)膜(mo)(mo)得到電(dian)子(zi)衍(yan)射圖加以放(fang)大，發(fa)現膜(mo)(mo)具有尖品石的(de)立方體(ti)結(jie)(jie)構(gou)，結(jie)(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，R.C.富(fu)納克(ke)斯等人用(yong)超顯微鏡和透射電(dian)鏡研(yan)究(jiu)了彩色膜的(de)結構，發現膜的(de)組織是由6~14nm的(de)晶體組成的(de)。

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。