Grafit je alotrop elementarnog ugljika, gdje je svaki atom ugljika okružen s tri druga atoma ugljika (raspoređenih u obliku saća s višestrukim šesterokutima) koji su kovalentno povezani tvoreći kovalentne molekule.

Grafit zbog svoje posebne strukture ima sljedeća posebna svojstva:

1) Otpornost na visoke temperature: Talište grafita je 3850 ± 50 ℃, a vrelište 4250 ℃.Čak i nakon spaljivanja lukom ultra visoke temperature, gubitak težine je vrlo mali, a koeficijent toplinskog širenja također je vrlo mali.Čvrstoća grafita raste s temperaturom, a na 2000 ℃ čvrstoća grafita se udvostručuje.

2) Vodljivost i toplinska vodljivost: Vodljivost grafita je sto puta veća od vodljivosti općih nemetalnih minerala.Toplinska vodljivost premašuje onu metalnih materijala kao što su čelik, željezo i olovo.Toplinska vodljivost opada s porastom temperature, a čak i pri ekstremno visokim temperaturama grafit postaje izolator.Grafit može provoditi struju jer svaki atom ugljika u grafitu formira samo tri kovalentne veze s drugim atomima ugljika, a svaki atom ugljika još uvijek zadržava jedan slobodni elektron za prijenos naboja.

3) Podmazivanje: Učinkovitost podmazivanja grafita ovisi o veličini grafitnih pahuljica.Što su ljuskice veće, manji je koeficijent trenja i bolje je podmazivanje.

4) Kemijska stabilnost: grafit ima dobru kemijsku stabilnost na sobnoj temperaturi i može izdržati kiselinu, lužinu i koroziju organskih otapala.

5) Plastičnost: grafit ima dobru žilavost i može se samljeti u vrlo tanke listove.

6) Otpornost na toplinski udar: Grafit može izdržati drastične promjene temperature bez oštećenja kada se koristi na sobnoj temperaturi.Kada se temperatura naglo promijeni, volumen grafita se ne mijenja mnogo i neće puknuti.

Upotreba:
1. Koristi se kao vatrostalni materijal: grafit i njegovi proizvodi imaju svojstva otpornosti na visoke temperature i visoke čvrstoće.Uglavnom se koriste u metalurškoj industriji za proizvodnju grafitnih lonaca.U proizvodnji čelika grafit se obično koristi kao zaštitni agens za čelične ingote i kao obloga za metalurške peći.

2. Kao vodljivi materijal: koristi se u elektroindustriji za proizvodnju elektroda, četkica, karbonskih šipki, karbonskih cijevi, pozitivnih elektroda za živine ispravljače, grafitnih brtvila, telefonskih dijelova, premaza za televizijske cijevi itd.

3. Kao materijal za podmazivanje otporan na habanje: grafit se često koristi kao mazivo u strojarskoj industriji.Ulje za podmazivanje često se ne može koristiti u uvjetima velike brzine, visoke temperature i visokog tlaka, dok grafitni materijali otporni na habanje mogu raditi bez ulja za podmazivanje pri velikim brzinama klizanja na temperaturama od 200-2000 ℃.Mnogi uređaji koji transportiraju korozivne medije široko koriste grafitne materijale za izradu klipnih čašica, brtvenih prstenova i ležajeva, koji ne zahtijevaju dodavanje ulja za podmazivanje tijekom rada.Grafitna emulzija također je dobro mazivo za mnoge obrade metala (izvlačenje žice, izvlačenje cijevi).
4. Grafit ima dobru kemijsku stabilnost.Posebno obrađeni grafit, sa karakteristikama kao što su otpornost na koroziju, dobra toplinska vodljivost i niska propusnost, naširoko se koristi u proizvodnji izmjenjivača topline, reakcijskih spremnika, kondenzatora, tornjeva za izgaranje, apsorpcijskih tornjeva, hladnjaka, grijača, filtera i pumpne opreme.Široko korišten u industrijskim sektorima kao što su petrokemija, hidrometalurgija, proizvodnja kiselih baza, sintetička vlakna i proizvodnja papira, može uštedjeti veliku količinu metalnih materijala.

Raznolikost nepropusnog grafita razlikuje se u otpornosti na koroziju zbog različitih smola koje sadrži.Impregnatori od fenolne smole otporni su na kiseline, ali ne i na lužine;Impregnatori smole furfurilnog alkohola otporni su i na kiseline i na lužine.Otpornost na toplinu različitih varijanti također varira: ugljik i grafit mogu izdržati 2000-3000 ℃ u redukcijskoj atmosferi, a počinju oksidirati na 350 ℃ odnosno 400 ℃ u oksidirajućoj atmosferi;Raznolikost nepropusnog grafita ovisi o sredstvu za impregniranje, a općenito je otporan na toplinu ispod 180 ℃ impregniranjem fenolnim ili furfurilnim alkoholom.

5. Koristi se za lijevanje, tokarenje pijeska, kalupljenje i metalurške materijale na visokim temperaturama: Zbog malog koeficijenta toplinskog širenja grafita i njegove sposobnosti da izdrži promjene pri brzom hlađenju i zagrijavanju, može se koristiti kao kalup za stakleno posuđe.Nakon upotrebe grafita, crni metal može dobiti odljevke preciznih dimenzija, glatke površine i visokog prinosa.Može se koristiti bez obrade ili male obrade, čime se štedi velika količina metala.Procesi metalurgije praha kao što je proizvodnja tvrdih legura obično koriste grafitne materijale za izradu keramičkih čamaca za prešanje i sinteriranje.Lonac za rast kristala, regionalni spremnik za rafiniranje, potporni uređaj, indukcijski grijač itd. od monokristalnog silicija izrađeni su od grafita visoke čistoće.Osim toga, grafit se također može koristiti kao grafitna izolacijska ploča i baza za vakuumsko taljenje, kao i komponente kao što su cijevi za peći otporne na visoke temperature, šipke, ploče i rešetke.

6. Koristi se u industriji atomske energije i nacionalnoj obrambenoj industriji: Grafit ima izvrsne moderatore neutrona koji se koriste u atomskim reaktorima, a reaktori s uranovim grafitom naširoko su korištena vrsta atomskih reaktora.Materijal za usporavanje koji se koristi u atomskim reaktorima za napajanje trebao bi imati visoko talište, stabilnost i otpornost na koroziju, a grafit može u potpunosti ispuniti gore navedene zahtjeve.Zahtjevi za čistoću grafita koji se koristi u atomskim reaktorima vrlo su visoki, a sadržaj nečistoća ne smije premašiti desetke PPM-a.Konkretno, sadržaj bora trebao bi biti manji od 0,5 PPM.U nacionalnoj obrambenoj industriji grafit se također koristi za proizvodnju mlaznica za rakete na kruto gorivo, nosnih konusa za projektile, komponenti za svemirsku navigacijsku opremu, izolacijskih materijala i materijala protiv zračenja.

7. Grafit također može spriječiti stvaranje kamenca u kotlu.Relevantni jedinični testovi su pokazali da dodavanje određene količine grafitnog praha (oko 4-5 grama po toni vode) u vodu može spriječiti stvaranje kamenca na površini kotla.Osim toga, grafitni premaz na metalnim dimnjacima, krovovima, mostovima i cjevovodima može spriječiti koroziju i rđu.

Grafit se može koristiti kao olovka, pigment i sredstvo za poliranje.Nakon posebne obrade, grafit se može koristiti za proizvodnju raznih specijalnih materijala za relevantne industrijske sektore.