1. 不锈钢电化学着色膜的形态
304不锈钢和1Cr13Al不锈钢放在以硫酸锰为主盐的介质中，用1~5mA/c㎡电流电解10~30min,着色膜用扫描电镜及MeF3大型金相显微镜下观察其表面膜的微观形貌，可见到两种不锈钢表面上的着色膜比较疏松，都存在着连续的网状。这种显微网状裂缝经40~80℃温水处理后可以消除，氧化膜表面形貌变得较为致密。
2. 着色膜的成分
为了研究上述两种不锈钢在以硫酸锰为主盐直流电解着色膜组成物质以及不锈钢基体合金元素在膜中的分布，用TN-5400能谱仪和电子探针对氧化膜成分进行了分析。通过膜的成分分析可见，两种不锈钢着色膜的主要成分都是锰，这说明着色液中主盐的金属元素锰进人膜，构成膜的主要物质。同时，不锈钢中的铬亦参与膜的构成。但1Cr18Ni9Ti不锈钢着色膜中的镍没有参与，而1Cr13Al不锈钢着色膜中除铬外还有铁。为了进一步研究电解着色膜显微组织中的网状裂缝，分别在这两种不锈钢着色膜的显微网缝及其边缘作了定点能谱分析，其结果显示，两种不锈钢着色膜网缝中是两种完全不同的不锈钢的基本成分，但没有锰，而在网缝边缘位置的成分除不锈钢基体外，还有较高含量的锰，结果说明网缝是不锈钢着色膜中存在的不连续区域，即微小的显微网状裂缝。其在40~80℃温水中处理一段时间后，氧化膜吸水生成含水分较多的氧化物结构，使膜的体积发生膨胀，网状裂缝消失。从上述分析可以初步断定，着色膜的成分主要由锰含水化合物 MnO2、MnO·nH2O组成，膜中还含有铬和铁。
3. 膜的结构分析
为了进一步探明不锈钢在直流电解过程中着色膜的结构，分别对二氧化锰粉末和采用特殊的剥离方法将氧化膜与基体分离，进行X射线衍射结构分析，衍射分析结果表明，二氧化锰粉末属于四方晶系。从不锈钢表面剥离出来的氧化膜中没有金属锰、铬或铁的衍射峰，但在20为36.739°和65.945°两处出现了通间距分别为0.24442nm和0.14153nm的衍射峰，见图9-2(1Cr13Al不锈钢在15g/L硫酸锰溶液中形成氧化膜的X射线衍射图）。分析证实两处衍射峰是属于二氧化锰晶体的次生结构产物－MnO2、MnO·nH2O物质。
