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(jīng)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(zhì)量百分含量為鉻19.6%、鐵11.7%、鎳2.1%.這三種元素的質(zhì)量占膜總質(zhì)量的1/3,所以估計表面是含有較多結(jié)晶水的氧化物。再從次紅外線光譜分析及電子衍射結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，其化學組成可表示為：（CrFe)₂O₃·(FeNi)O·xH₂O。

 電子探針顯微分析未退除膜的質(zhì)量百分組成為鉻21.3%、鐵11.5%、鎳6.3%,這與原子吸收光譜分析退除膜的結(jié)果大致相符合。

 X射線衍射分析退除膜，沒有發(fā)現(xiàn)任何確定的衍射峰值，這意味著結(jié)晶尺寸很小。在著色初期形成的膜，退除后用透射電子顯微鏡拍攝的圖指出，幾乎是無定形結(jié)構(gòu)，從這個膜得到電子衍射圖加以放大，發(fā)現(xiàn)膜具有尖品石的立方體結(jié)構(gòu)，結(jié)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(guān)的γ(O-H)和δ(H-0-H)的振動。進一步的實驗表明，在這個區(qū)域內(nèi)，Cr₂O₃和Cr₂O₃·xH₂O具有強烈的吸收。

1981年，R.C.富納克斯等人用超顯微鏡和透射電鏡研究了彩色膜的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)膜的組織是由6~14nm的晶體組成的。

綜合所有實驗的結(jié)果，可以認為，這個膜是具有水化物的尖晶石結(jié)構(gòu)，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。