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)探針(zhen)顯微(wei)分析(xi)未退除(chu)膜(mo)的質量(liang)百(bai)分組成為鉻21.3%、鐵11.5%、鎳6.3%,這與原子(zi)吸收(shou)光(guang)譜分析(xi)退除(chu)膜(mo)的結果大(da)致相符合。

 X射(she)線(xian)衍射(she)分析退(tui)除(chu)膜，沒有(you)發現(xian)任何確定的衍射(she)峰(feng)值，這意味著結(jie)晶尺寸很(hen)小。在著色初期形(xing)成(cheng)的膜，退(tui)除(chu)后用透射(she)電(dian)子顯微(wei)鏡(jing)拍攝(she)的圖指出(chu)，幾(ji)乎(hu)是(shi)無定形(xing)結(jie)構，從這個膜得到電(dian)子衍射(she)圖加以(yi)放大，發現(xian)膜具有(you)尖品石的立(li)方體結(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，R.C.富納克(ke)斯(si)等人(ren)用超顯微鏡和(he)透射電鏡研究了彩色膜的結構，發現(xian)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(xiu)鋼中的鉻含量高，其化學組成可表示為如上所述。