Grafitul este un alotrop al carbonului elementar, în care fiecare atom de carbon este înconjurat de alți trei atomi de carbon (aranjați într-un model de tip fagure cu mai multe hexagoane) care sunt legați covalent pentru a forma molecule covalente.

Grafitul are următoarele proprietăți speciale datorită structurii sale speciale:

1) Rezistență la temperaturi ridicate: punctul de topire al grafitului este de 3850 ± 50 ℃, iar punctul de fierbere este de 4250 ℃.Chiar și după ce a fost ars de un arc de temperatură ultra-înaltă, pierderea în greutate este foarte mică, iar coeficientul de dilatare termică este, de asemenea, foarte mic.Rezistența grafitului crește odată cu temperatura, iar la 2000 ℃, rezistența grafitului se dublează.

2) Conductivitate și conductivitate termică: Conductivitatea grafitului este de o sută de ori mai mare decât cea a mineralelor nemetalice generale.Conductivitatea termică o depășește pe cea a materialelor metalice precum oțel, fier și plumb.Conductivitatea termică scade odată cu creșterea temperaturii și chiar și la temperaturi extrem de ridicate, grafitul devine un izolator.Grafitul poate conduce electricitatea, deoarece fiecare atom de carbon din grafit formează doar trei legături covalente cu alți atomi de carbon și fiecare atom de carbon păstrează încă un electron liber pentru a transfera sarcini.

3) Lubricitate: Performanța de lubrifiere a grafitului depinde de dimensiunea fulgilor de grafit.Cu cât fulgii sunt mai mari, cu atât coeficientul de frecare este mai mic și performanța de lubrifiere este mai bună.

4) Stabilitate chimică: Grafitul are o stabilitate chimică bună la temperatura camerei și poate rezista la coroziune la acid, alcali și solvent organic.

5) Plasticitate: Grafitul are o rezistență bună și poate fi măcinat în foi foarte subțiri.

6) Rezistență la șoc termic: Grafitul poate rezista la schimbări drastice de temperatură fără deteriorare atunci când este utilizat la temperatura camerei.Când temperatura se schimbă brusc, volumul de grafit nu se schimbă prea mult și nu se va crăpa.

Utilizare:
1. Folosit ca material refractar: ​​Grafitul și produsele sale au proprietăți de rezistență la temperaturi ridicate și rezistență ridicată.Sunt utilizate în principal în industria metalurgică pentru fabricarea creuzetelor de grafit.În fabricarea oțelului, grafitul este utilizat în mod obișnuit ca agent de protecție pentru lingourile de oțel și ca căptușeală pentru cuptoarele metalurgice.

2. Ca material conductiv: utilizat în industria electrică pentru fabricarea electrozilor, periilor, tijelor de carbon, tuburilor de carbon, electrozilor pozitivi pentru redresoare cu mercur, garnituri de grafit, piese de telefon, acoperiri pentru tuburi de televiziune etc.

3. Ca material lubrifiant rezistent la uzură: Grafitul este adesea folosit ca lubrifiant în industria mecanică.Uleiul lubrifiant nu poate fi folosit adesea în condiții de viteză mare, temperatură ridicată și presiune înaltă, în timp ce materialele rezistente la uzură din grafit pot funcționa fără ulei lubrifiant la viteze mari de alunecare la temperaturi de 200-2000 ℃.Multe dispozitive care transportă medii corozive folosesc pe scară largă materiale de grafit pentru a face cupe de piston, inele de etanșare și rulmenți, care nu necesită adăugarea de ulei lubrifiant în timpul funcționării.Emulsia de grafit este, de asemenea, un lubrifiant bun pentru multe prelucrări ale metalelor (trefilare, trefilare tub).
4. Grafitul are stabilitate chimică bună.Grafitul prelucrat special, cu caracteristici precum rezistența la coroziune, conductivitate termică bună și permeabilitate scăzută, este utilizat pe scară largă în producția de schimbătoare de căldură, rezervoare de reacție, condensatoare, turnuri de ardere, turnuri de absorbție, răcitoare, încălzitoare, filtre și echipamente pentru pompe.Folosit pe scară largă în sectoare industriale, cum ar fi petrochimia, hidrometalurgia, producția de acid-bază, fibrele sintetice și fabricarea hârtiei, poate economisi o cantitate mare de materiale metalice.

Varietatea de grafit impermeabil variază în ceea ce privește rezistența la coroziune datorită diferitelor rășini pe care le conține.Impregnatoarele cu rășini fenolice sunt rezistente la acizi, dar nu la alcali;Impregnatoarele cu rășină cu alcool furfurilic sunt atât rezistente la acizi, cât și la alcali.Rezistența la căldură a diferitelor soiuri variază, de asemenea: carbonul și grafitul pot rezista la 2000-3000 ℃ într-o atmosferă reducătoare și încep să se oxideze la 350 ℃ și, respectiv, 400 ℃ într-o atmosferă oxidantă;Varietatea de grafit impermeabil variază în funcție de agentul de impregnare și, în general, este rezistent la căldură sub 180 ℃ prin impregnare cu alcool fenolic sau furfurilic.

5. Folosit pentru turnare, strunjire a nisipului, turnare și materiale metalurgice la temperatură înaltă: Datorită coeficientului mic de dilatare termică a grafitului și capacității sale de a rezista la schimbările de răcire și încălzire rapidă, poate fi folosit ca matriță pentru sticlărie.După utilizarea grafitului, metalul negru poate obține piese turnate cu dimensiuni precise, suprafață netedă și randament ridicat.Poate fi folosit fara prelucrare sau prelucrare usoara, economisind astfel o cantitate mare de metal.Procesele de metalurgie a pulberilor, cum ar fi producerea de aliaje dure, folosesc de obicei materiale de grafit pentru a face bărci ceramice pentru presare și sinterizare.Crezetul de creștere a cristalelor, recipientul de rafinare regional, dispozitivul de suport, încălzitorul prin inducție etc. de siliciu monocristalin sunt toate prelucrate din grafit de înaltă puritate.În plus, grafitul poate fi folosit și ca placă izolatoare din grafit și ca bază pentru topirea în vid, precum și componente precum tuburile, tijele, plăcile și grilajele pentru cuptor cu rezistență la temperaturi înalte.

6. Folosit în industria energiei atomice și industria națională de apărare: Grafitul are moderatori de neutroni excelenți utilizați în reactoarele atomice, iar reactoarele cu grafit uraniu sunt un tip de reactor atomic utilizat pe scară largă.Materialul de decelerare utilizat în reactoarele atomice pentru putere ar trebui să aibă un punct de topire ridicat, stabilitate și rezistență la coroziune, iar grafitul poate îndeplini pe deplin cerințele de mai sus.Cerința de puritate pentru grafitul utilizat în reactoarele atomice este foarte mare, iar conținutul de impurități nu trebuie să depășească zeci de PPM.În special, conținutul de bor ar trebui să fie mai mic de 0,5 PPM.În industria națională de apărare, grafitul este, de asemenea, utilizat pentru fabricarea duzelor pentru rachete cu combustibil solid, conuri de vârf pentru rachete, componente pentru echipamente de navigație spațială, materiale izolatoare și materiale anti radiații.

7. Grafitul poate preveni, de asemenea, detartrarea cazanului.Testele unitare relevante au arătat că adăugarea în apă a unei anumite cantități de pulbere de grafit (aproximativ 4-5 grame pe tonă de apă) poate preveni încrustarea suprafeței cazanului.În plus, acoperirea cu grafit pe coșurile de fum metalice, acoperișuri, poduri și conducte poate preveni coroziunea și rugina.

Grafitul poate fi folosit ca mine de creion, pigment și agent de lustruire.După o prelucrare specială, grafitul poate fi folosit pentru a produce diverse materiale speciale pentru sectoarele industriale relevante.