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)析(xi)未退(tui)除膜(mo)的質(zhi)量百分(fen)組成為鉻21.3%、鐵(tie)11.5%、鎳6.3%,這與原子吸收光(guang)譜分(fen)析(xi)退(tui)除膜(mo)的結果大致相符合。

 X射線衍(yan)射分析(xi)退(tui)除膜，沒有發現任何確定(ding)的衍(yan)射峰值，這(zhe)意味(wei)著(zhu)結晶尺寸(cun)很(hen)小。在著(zhu)色初(chu)期形成的膜，退(tui)除后用透射電(dian)子顯微(wei)鏡拍攝的圖(tu)指出，幾乎是(shi)無定(ding)形結構，從這(zhe)個膜得到(dao)電(dian)子衍(yan)射圖(tu)加(jia)以放大，發現膜具(ju)有尖品石(shi)的立方體(ti)結構，結晶尺寸(cun)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)斯等人用超顯微鏡(jing)和透射電鏡(jing)研究了(le)彩色膜的(de)結構(gou)，發現膜的(de)組(zu)織是由6~14nm的(de)晶體(ti)組(zu)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。