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。

 電子探針(zhen)顯微分(fen)析未退除膜的(de)質量百分(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)析退除膜的(de)結果大致相符合。

 X射線衍射分析退除膜，沒有發(fa)現任(ren)何(he)確定(ding)的(de)衍射峰值，這(zhe)意味著結晶尺(chi)寸很小。在著色(se)初期(qi)形成的(de)膜，退除后用透射電(dian)子顯微鏡拍(pai)攝(she)的(de)圖指(zhi)出，幾(ji)乎是無定(ding)形結構，從這(zhe)個(ge)膜得到電(dian)子衍射圖加(jia)以放(fang)大，發(fa)現膜具(ju)有尖品石(shi)的(de)立(li)方體結構，結晶尺(chi)寸為(wei)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.富納(na)克斯等人用超顯微(wei)鏡(jing)和(he)透射(she)電鏡(jing)研究了(le)彩色(se)膜的(de)結構，發現(xian)膜的(de)組織(zhi)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，鉻含量較不銹鋼中的鉻含量高，其化學組成可表示為如上所述。