Ο γραφίτης είναι ένα αλλοτρόπο του στοιχειακού άνθρακα, όπου κάθε άτομο άνθρακα περιβάλλεται από τρία άλλα άτομα άνθρακα (διατεταγμένα σε σχήμα κυψέλης με πολλαπλά εξάγωνα) που συνδέονται ομοιοπολικά για να σχηματίσουν ομοιοπολικά μόρια.

Ο γραφίτης έχει τις ακόλουθες ειδικές ιδιότητες λόγω της ειδικής δομής του:

1) Αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία: Το σημείο τήξης του γραφίτη είναι 3850 ± 50 ℃ και το σημείο βρασμού είναι 4250 ℃.Ακόμη και μετά την καύση από ένα τόξο εξαιρετικά υψηλής θερμοκρασίας, η απώλεια βάρους είναι πολύ μικρή και ο συντελεστής θερμικής διαστολής είναι επίσης πολύ μικρός.Η αντοχή του γραφίτη αυξάνεται με τη θερμοκρασία και στους 2000 ℃, η αντοχή του γραφίτη διπλασιάζεται.

2) Αγωγιμότητα και θερμική αγωγιμότητα: Η αγωγιμότητα του γραφίτη είναι εκατό φορές μεγαλύτερη από αυτή των γενικών μη μεταλλικών ορυκτών.Η θερμική αγωγιμότητα υπερβαίνει αυτή των μεταλλικών υλικών όπως ο χάλυβας, ο σίδηρος και ο μόλυβδος.Η θερμική αγωγιμότητα μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας, και ακόμη και σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες, ο γραφίτης γίνεται μονωτής.Ο γραφίτης μπορεί να μεταφέρει ηλεκτρισμό επειδή κάθε άτομο άνθρακα στον γραφίτη σχηματίζει μόνο τρεις ομοιοπολικούς δεσμούς με άλλα άτομα άνθρακα και κάθε άτομο άνθρακα εξακολουθεί να διατηρεί ένα ελεύθερο ηλεκτρόνιο για να μεταφέρει φορτία.

3) Λιπαντικότητα: Η απόδοση λίπανσης του γραφίτη εξαρτάται από το μέγεθος των νιφάδων γραφίτη.Όσο μεγαλύτερες είναι οι νιφάδες, τόσο μικρότερος είναι ο συντελεστής τριβής και τόσο καλύτερη είναι η απόδοση λίπανσης.

4) Χημική σταθερότητα: Ο γραφίτης έχει καλή χημική σταθερότητα σε θερμοκρασία δωματίου και μπορεί να αντέξει τη διάβρωση οξέων, αλκαλίων και οργανικών διαλυτών.

5) Πλαστικότητα: Ο γραφίτης έχει καλή σκληρότητα και μπορεί να αλεσθεί σε πολύ λεπτά φύλλα.

6) Αντοχή σε θερμικό σοκ: Ο γραφίτης μπορεί να αντέξει δραστικές αλλαγές θερμοκρασίας χωρίς ζημιά όταν χρησιμοποιείται σε θερμοκρασία δωματίου.Όταν η θερμοκρασία αλλάζει ξαφνικά, ο όγκος του γραφίτη δεν αλλάζει πολύ και δεν θα ραγίσει.

Χρήση:
1. Χρησιμοποιείται ως πυρίμαχο υλικό: Ο γραφίτης και τα προϊόντα του έχουν τις ιδιότητες αντοχής σε υψηλή θερμοκρασία και υψηλής αντοχής.Χρησιμοποιούνται κυρίως στη μεταλλουργική βιομηχανία για την κατασκευή χωνευτηρίων γραφίτη.Στη χαλυβουργία, ο γραφίτης χρησιμοποιείται συνήθως ως προστατευτικός παράγοντας για πλινθώματα χάλυβα και ως επένδυση για μεταλλουργικούς κλιβάνους.

2. Ως αγώγιμο υλικό: χρησιμοποιείται στην ηλεκτρική βιομηχανία για την κατασκευή ηλεκτροδίων, βουρτσών, ράβδων άνθρακα, σωλήνων άνθρακα, θετικών ηλεκτροδίων για ανορθωτές υδραργύρου, παρεμβυσμάτων γραφίτη, εξαρτημάτων τηλεφώνου, επικαλύψεων για σωλήνες τηλεόρασης κ.λπ.

3. Ως ανθεκτικό στη φθορά λιπαντικό υλικό: Ο γραφίτης χρησιμοποιείται συχνά ως λιπαντικό στη μηχανική βιομηχανία.Το λιπαντικό συχνά δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συνθήκες υψηλής ταχύτητας, υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης, ενώ τα ανθεκτικά στη φθορά υλικά από γραφίτη μπορούν να λειτουργήσουν χωρίς λιπαντικό σε υψηλές ταχύτητες ολίσθησης σε θερμοκρασίες 200-2000 ℃.Πολλές συσκευές που μεταφέρουν διαβρωτικά μέσα χρησιμοποιούν ευρέως υλικά γραφίτη για την κατασκευή κυπέλλων εμβόλων, δακτυλίων στεγανοποίησης και ρουλεμάν, τα οποία δεν απαιτούν την προσθήκη λιπαντικού λαδιού κατά τη λειτουργία.Το γαλάκτωμα γραφίτη είναι επίσης ένα καλό λιπαντικό για πολλές κατεργασίες μετάλλων (σύρμα, σχέδιο σωλήνων).
4. Ο γραφίτης έχει καλή χημική σταθερότητα.Ο ειδικά επεξεργασμένος γραφίτης, με χαρακτηριστικά όπως αντοχή στη διάβρωση, καλή θερμική αγωγιμότητα και χαμηλή διαπερατότητα, χρησιμοποιείται ευρέως στην παραγωγή εναλλάκτη θερμότητας, δεξαμενές αντίδρασης, συμπυκνωτές, πύργους καύσης, πύργους απορρόφησης, ψύκτες, θερμαντήρες, φίλτρα και εξοπλισμό αντλιών.Χρησιμοποιείται ευρέως σε βιομηχανικούς τομείς όπως τα πετροχημικά, η υδρομεταλλουργία, η παραγωγή οξέος-βάσης, οι συνθετικές ίνες και η χαρτοποιία, μπορεί να εξοικονομήσει μεγάλη ποσότητα μεταλλικών υλικών.

Η ποικιλία του αδιαπέραστου γραφίτη ποικίλλει σε αντοχή στη διάβρωση λόγω των διαφορετικών ρητινών που περιέχει.Οι εμποτιστές φαινολικής ρητίνης είναι ανθεκτικοί στα οξέα αλλά όχι στα αλκάλια.Οι εμποτιστές ρητίνης φουρφουρυλικής αλκοόλης είναι ανθεκτικοί στα οξέα και στα αλκάλια.Η αντίσταση στη θερμότητα των διαφόρων ποικιλιών ποικίλλει επίσης: ο άνθρακας και ο γραφίτης μπορούν να αντέξουν 2000-3000 ℃ σε μια αναγωγική ατμόσφαιρα και αρχίζουν να οξειδώνονται στους 350 ℃ και 400 ℃ σε μια οξειδωτική ατμόσφαιρα, αντίστοιχα.Η ποικιλία του αδιαπέραστου γραφίτη ποικίλλει ανάλογα με τον παράγοντα εμποτισμού και γενικά είναι ανθεκτικός στη θερμότητα κάτω από 180 ℃ με εμποτισμό με φαινολική ή φουρφουρυλική αλκοόλη.

5. Χρησιμοποιείται για χύτευση, τόρνευση άμμου, χύτευση και μεταλλουργικά υλικά υψηλής θερμοκρασίας: Λόγω του μικρού συντελεστή θερμικής διαστολής του γραφίτη και της ικανότητάς του να αντέχει τις αλλαγές στην ταχεία ψύξη και θέρμανση, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καλούπι για γυάλινα σκεύη.Μετά τη χρήση γραφίτη, το μαύρο μέταλλο μπορεί να αποκτήσει χύτευση με ακριβείς διαστάσεις, λεία επιφάνεια και υψηλή απόδοση.Μπορεί να χρησιμοποιηθεί χωρίς επεξεργασία ή ελαφριά επεξεργασία, εξοικονομώντας έτσι μεγάλη ποσότητα μετάλλου.Οι διεργασίες μεταλλουργίας σκόνης, όπως η παραγωγή σκληρών κραμάτων, χρησιμοποιούν συνήθως υλικά γραφίτη για την κατασκευή κεραμικών σκαφών για συμπίεση και πυροσυσσωμάτωση.Το χωνευτήριο ανάπτυξης κρυστάλλων, το περιφερειακό δοχείο διύλισης, το εξάρτημα στήριξης, ο θερμαντήρας επαγωγής κ.λπ. από μονοκρυσταλλικό πυρίτιο είναι όλα επεξεργασμένα από γραφίτη υψηλής καθαρότητας.Επιπλέον, ο γραφίτης μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως μονωτική σανίδα γραφίτη και βάση για τήξη υπό κενό, καθώς και εξαρτήματα όπως σωλήνες κλιβάνου υψηλής αντοχής, ράβδοι, πλάκες και πλέγματα.

6. Χρησιμοποιείται στη βιομηχανία ατομικής ενέργειας και στην εθνική αμυντική βιομηχανία: Ο γραφίτης έχει εξαιρετικούς συντονιστές νετρονίων που χρησιμοποιούνται σε ατομικούς αντιδραστήρες και οι αντιδραστήρες γραφίτη ουρανίου είναι ένας ευρέως χρησιμοποιούμενος τύπος ατομικού αντιδραστήρα.Το υλικό επιβράδυνσης που χρησιμοποιείται σε ατομικούς αντιδραστήρες για ισχύ πρέπει να έχει υψηλό σημείο τήξης, σταθερότητα και αντίσταση στη διάβρωση και ο γραφίτης μπορεί να ικανοποιήσει πλήρως τις παραπάνω απαιτήσεις.Η απαίτηση καθαρότητας για τον γραφίτη που χρησιμοποιείται στους ατομικούς αντιδραστήρες είναι πολύ υψηλή και η περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες δεν πρέπει να υπερβαίνει τις δεκάδες PPM.Ειδικά, η περιεκτικότητα σε βόριο πρέπει να είναι μικρότερη από 0,5 PPM.Στην εθνική αμυντική βιομηχανία, ο γραφίτης χρησιμοποιείται επίσης για την κατασκευή ακροφυσίων για πυραύλους στερεών καυσίμων, κώνων μύτης για πυραύλους, εξαρτημάτων για εξοπλισμό διαστημικής πλοήγησης, μονωτικά υλικά και υλικά κατά της ακτινοβολίας.

7. Ο γραφίτης μπορεί επίσης να αποτρέψει την απολέπιση του λέβητα.Σχετικές δοκιμές μονάδας έδειξαν ότι η προσθήκη ορισμένης ποσότητας σκόνης γραφίτη (περίπου 4-5 γραμμάρια ανά τόνο νερού) στο νερό μπορεί να αποτρέψει την απολέπιση της επιφάνειας του λέβητα.Επιπλέον, η επίστρωση γραφίτη σε μεταλλικές καμινάδες, στέγες, γέφυρες και αγωγούς μπορεί να αποτρέψει τη διάβρωση και τη σκουριά.

Ο γραφίτης μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μολύβι μολυβιού, χρωστική ουσία και γυαλιστικό.Μετά από ειδική επεξεργασία, ο γραφίτης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή διαφόρων ειδικών υλικών για σχετικούς βιομηχανικούς τομείς.