Grafit je alotrop elementárního uhlíku, kde každý atom uhlíku je obklopen třemi dalšími atomy uhlíku (uspořádanými do tvaru včelí plástve s více šestiúhelníky), které jsou kovalentně spojeny za vzniku kovalentních molekul.

Grafit má díky své speciální struktuře následující speciální vlastnosti:

1) Vysoká teplotní odolnost: Bod tání grafitu je 3850 ± 50 ℃ a bod varu je 4250 ℃.I po spálení ultravysokoteplotním obloukem je úbytek hmotnosti velmi malý a koeficient tepelné roztažnosti je také velmi malý.Pevnost grafitu se zvyšuje s teplotou a při 2000 ℃ se pevnost grafitu zdvojnásobuje.

2) Vodivost a tepelná vodivost: Vodivost grafitu je stokrát vyšší než u obecných nekovových minerálů.Tepelná vodivost převyšuje tepelnou vodivost kovových materiálů, jako je ocel, železo a olovo.Tepelná vodivost s rostoucí teplotou klesá a i při extrémně vysokých teplotách se grafit stává izolantem.Grafit může vést elektřinu, protože každý atom uhlíku v grafitu tvoří pouze tři kovalentní vazby s jinými atomy uhlíku a každý atom uhlíku si stále zachovává jeden volný elektron pro přenos nábojů.

3) Mazivost: Mazací výkon grafitu závisí na velikosti grafitových vloček.Čím větší jsou vločky, tím menší je koeficient tření a tím lepší je mazací výkon.

4) Chemická stabilita: Grafit má dobrou chemickou stabilitu při pokojové teplotě a odolává korozi kyselin, zásad a organických rozpouštědel.

5) Plasticita: Grafit má dobrou houževnatost a lze jej rozemlít na velmi tenké plechy.

6) Odolnost proti tepelným šokům: Grafit vydrží drastické změny teplot bez poškození při použití při pokojové teplotě.Při náhlé změně teploty se objem grafitu příliš nezmění a nepraská.

Používání:
1. Používá se jako žáruvzdorný materiál: Grafit a jeho výrobky mají vlastnosti vysoké teplotní odolnosti a vysoké pevnosti.Používají se především v metalurgickém průmyslu k výrobě grafitových kelímků.Při výrobě oceli se grafit běžně používá jako ochranný prostředek pro ocelové ingoty a jako vyzdívka pro metalurgické pece.

2. Jako vodivý materiál: používá se v elektrotechnickém průmyslu k výrobě elektrod, kartáčů, uhlíkových tyčí, uhlíkových trubic, kladných elektrod pro rtuťové usměrňovače, grafitových těsnění, částí telefonů, povlaků televizních trubic atd.

3. Jako mazací materiál odolný proti opotřebení: Grafit se často používá jako mazivo ve strojírenství.Mazací olej často nelze použít při vysoké rychlosti, vysoké teplotě a vysokém tlaku, zatímco grafitové materiály odolné proti opotřebení mohou pracovat bez mazacího oleje při vysokých kluzných rychlostech při teplotách 200-2000 ℃.Mnoho zařízení, která přepravují korozivní média, široce používá grafitové materiály k výrobě pístních misek, těsnících kroužků a ložisek, které během provozu nevyžadují přidávání mazacího oleje.Grafitová emulze je také dobrým mazivem pro mnoho zpracování kovů (tažení drátu, tažení trubek).
4. Grafit má dobrou chemickou stabilitu.Speciálně zpracovaný grafit s vlastnostmi, jako je odolnost proti korozi, dobrá tepelná vodivost a nízká propustnost, se široce používá při výrobě výměníků tepla, reakčních nádrží, kondenzátorů, spalovacích věží, absorpčních věží, chladičů, ohřívačů, filtrů a čerpacích zařízení.Široce používaný v průmyslových odvětvích, jako je petrochemie, hydrometalurgie, acidobazická výroba, syntetická vlákna a výroba papíru, může ušetřit velké množství kovových materiálů.

Různé druhy nepropustného grafitu se liší v odolnosti proti korozi v důsledku různých pryskyřic, které obsahuje.Impregnátory na bázi fenolové pryskyřice jsou odolné vůči kyselinám, ale nejsou odolné vůči zásadám;Impregnátory furfurylalkoholové pryskyřice jsou odolné vůči kyselinám i zásadám.Tepelná odolnost různých odrůd se také liší: uhlík a grafit vydrží 2000-3000 ℃ v redukční atmosféře a začnou oxidovat při 350 ℃ a 400 ℃ v oxidační atmosféře;Rozmanitost nepropustného grafitu se liší podle impregnačního činidla a obecně je tepelně odolný pod 180 °C impregnací fenolickým nebo furfurylalkoholem.

5. Používá se pro odlévání, soustružení písku, lisování a vysokoteplotní hutní materiály: Vzhledem k malému koeficientu tepelné roztažnosti grafitu a jeho schopnosti odolávat změnám při rychlém ochlazení a ohřevu lze použít jako formu na skleněné zboží.Po použití grafitu může černý kov získat odlitky s přesnými rozměry, hladkým povrchem a vysokou výtěžností.Může být použit bez opracování nebo mírného zpracování, čímž se ušetří velké množství kovu.Procesy práškové metalurgie, jako je výroba tvrdých slitin, obvykle používají grafitové materiály k výrobě keramických člunů pro lisování a slinování.Kelímek pro růst krystalů, nádoba na regionální rafinaci, nosný přípravek, indukční ohřívač atd. z monokrystalického křemíku jsou všechny zpracovány z vysoce čistého grafitu.Kromě toho lze grafit použít také jako grafitovou izolační desku a základ pro vakuové tavení, stejně jako součásti, jako jsou vysokoteplotní odolné pecní trubky, tyče, desky a mřížky.

6. Používá se v průmyslu atomové energie a průmyslu národní obrany: Grafit má vynikající moderátory neutronů používané v atomových reaktorech a uranové grafitové reaktory jsou široce používaným typem atomových reaktorů.Zpomalovací materiál používaný v atomových reaktorech pro napájení by měl mít vysoký bod tání, stabilitu a odolnost proti korozi a grafit může plně splňovat výše uvedené požadavky.Požadavek na čistotu grafitu používaného v atomových reaktorech je velmi vysoký a obsah nečistot by neměl překročit desítky PPM.Zejména by obsah boru měl být nižší než 0,5 ppm.V národním obranném průmyslu se grafit také používá k výrobě trysek pro rakety na tuhá paliva, nosních kuželů pro rakety, součástek pro zařízení pro vesmírnou navigaci, izolačních materiálů a antiradiačních materiálů.

7. Grafit může také zabránit usazování kotelního kamene.Příslušné jednotkové testy ukázaly, že přidání určitého množství grafitového prášku (asi 4-5 gramů na tunu vody) do vody může zabránit tvorbě vodního kamene na povrchu kotle.Kromě toho může grafitový povlak na kovových komínech, střechách, mostech a potrubí zabránit korozi a rezivění.

Grafit lze použít jako tužku, pigment a leštící prostředek.Po speciálním zpracování lze grafit použít k výrobě různých speciálních materiálů pro příslušná průmyslová odvětví.