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(zi)探(tan)針(zhen)顯微分析未退除膜的(de)質量百分組成為鉻21.3%、鐵11.5%、鎳(nie)6.3%,這與原子(zi)吸(xi)收(shou)光譜分析退除膜的(de)結果大致(zhi)相符(fu)合。

 X射(she)線(xian)衍射(she)分(fen)析退(tui)除膜(mo)(mo)，沒有發(fa)現任何確定的衍射(she)峰值(zhi)，這意(yi)味著(zhu)結晶尺寸很小。在著(zhu)色初期形成的膜(mo)(mo)，退(tui)除后(hou)用透射(she)電子(zi)顯微鏡拍攝(she)的圖(tu)指出(chu)，幾乎(hu)是(shi)無定形結構(gou)，從這個膜(mo)(mo)得到電子(zi)衍射(she)圖(tu)加以放大，發(fa)現膜(mo)(mo)具有尖(jian)品石的立(li)方體結構(gou)，結晶尺寸為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)納克斯等人用超顯微鏡(jing)和透射電(dian)鏡(jing)研究了彩色膜的結構，發現膜的組織是由(you)6~14nm的晶體組成的。

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，鉻含量較不銹鋼中的鉻含量高，其化學組成可表示為如上所述。