在初煉(lian)(lian)出(chu)鋼(gang)(gang)(gang)和精煉(lian)(lian)過程加入金屬或(huo)合金脫(tuo)(tuo)氧(yang)是(shi)(shi)(shi)最常用的(de)(de)(de)煉(lian)(lian)鋼(gang)(gang)(gang)脫(tuo)(tuo)氧(yang)方法，由此帶來的(de)(de)(de)大(da)顆粒脫(tuo)(tuo)氧(yang)產物的(de)(de)(de)去除和細小(xiao)夾雜物的(de)(de)(de)功能化利用與控制成(cheng)(cheng)為潔凈鋼(gang)(gang)(gang)冶煉(lian)(lian)的(de)(de)(de)共性問題，特別是(shi)(shi)(shi)對有特殊性能要求(qiu)的(de)(de)(de)高(gao)品(pin)質鋼(gang)(gang)(gang)，精確(que)控制氧(yang)化物夾雜已(yi)成(cheng)(cheng)為關(guan)鍵技術瓶(ping)頸。通常情(qing)況(kuang)下，鋼(gang)(gang)(gang)液中金屬脫(tuo)(tuo)氧(yang)反(fan)應與鋼(gang)(gang)(gang)-渣界面脫(tuo)(tuo)硫(liu)和脫(tuo)(tuo)磷反(fan)應不同，脫(tuo)(tuo)硫(liu)或(huo)脫(tuo)(tuo)磷是(shi)(shi)(shi)均相反(fan)應，金屬脫(tuo)(tuo)氧(yang)是(shi)(shi)(shi)鋼(gang)(gang)(gang)液中溶質原(yuan)子之(zhi)間形(xing)成(cheng)(cheng)固體氧(yang)化物的(de)(de)(de)多相反(fan)應，反(fan)應過程不但涉及原(yuan)子之(zhi)間的(de)(de)(de)化學(xue)作用，還涉及到化學(xue)作用產物的(de)(de)(de)形(xing)核及長大(da)等多個步驟。

　　科研人員利用第(di)一性原理方(fang)法優化顯(xian)示，金屬脫(tuo)(tuo)氧體(ti)(ti)系中的(de)介(jie)尺度亞(ya)穩相包括形(xing)核前的(de)不同(tong)數目的(de)脫(tuo)(tuo)氧劑(ji)原子(zi)和氧原子(zi)結合的(de)氧化物團簇、團簇聚集體(ti)(ti)、臨界核以及形(xing)核后的(de)納米尺寸氧化物夾(jia)雜。熱(re)力學平衡計算(suan)發現亞(ya)穩相恰好與脫(tuo)(tuo)氧后體(ti)(ti)系中的(de)脫(tuo)(tuo)氧劑(ji)和氧元素含量達到平衡。

　　脫氧(yang)(yang)(yang)過程中夾(jia)雜(za)(za)物(wu)形(xing)核(he)服從二步機理，第(di)一步為(wei)脫氧(yang)(yang)(yang)劑(ji)原子與氧(yang)(yang)(yang)反應(ying)生成(cheng)團簇(cu)，該(gai)過程的(de)熱力學趨勢(shi)大、反應(ying)速(su)率(lv)快，反應(ying)平衡決定了脫氧(yang)(yang)(yang)后(hou)的(de)溶解氧(yang)(yang)(yang)含量;第(di)二步為(wei)團簇(cu)聚集成(cheng)核(he)，該(gai)過程涉(she)及團簇(cu)的(de)擴散和(he)類液態結(jie)構向固態或(huo)晶體結(jie)構的(de)轉變行(xing)為(wei)，是脫氧(yang)(yang)(yang)反應(ying)的(de)限制性環節(jie)，決定了夾(jia)雜(za)(za)物(wu)的(de)形(xing)核(he)率(lv)。因此，要實(shi)現對夾(jia)雜(za)(za)物(wu)尺寸分布的(de)控(kong)制，需進一步研究影(ying)響第(di)二步的(de)相關因素以(yi)及控(kong)制方(fang)法(fa)。