גרפיט הוא אלוטרופ של פחמן יסודי, כאשר כל אטום פחמן מוקף בשלושה אטומי פחמן אחרים (מסודרים בתבנית דמוית חלת דבש עם משושים מרובים) הקשורים באופן קוולנטי ליצירת מולקולות קוולנטיות.

לגרפיט התכונות המיוחדות הבאות בשל המבנה המיוחד שלו:

1) עמידות בטמפרטורה גבוהה: נקודת ההתכה של גרפיט היא 3850 ± 50 ℃, ונקודת הרתיחה היא 4250 ℃.גם לאחר שריפה בקשת טמפרטורה גבוהה במיוחד, הירידה במשקל קטנה מאוד, וגם מקדם ההתפשטות התרמית קטן מאוד.חוזק הגרפיט עולה עם הטמפרטורה, וב-2000 ℃ חוזק הגרפיט מכפיל את עצמו.

2) מוליכות ומוליכות תרמית: המוליכות של גרפיט גבוהה פי מאה מזו של מינרלים לא מתכתיים כלליים.המוליכות התרמית עולה על זו של חומרי מתכת כגון פלדה, ברזל ועופרת.המוליכות התרמית יורדת עם עליית הטמפרטורה, וגם בטמפרטורות גבוהות במיוחד, הגרפיט הופך למבודד.גרפיט יכול להוליך חשמל מכיוון שכל אטום פחמן בגרפיט יוצר רק שלושה קשרים קוולנטיים עם אטומי פחמן אחרים, וכל אטום פחמן עדיין שומר על אלקטרון חופשי אחד להעברת מטענים.

3) סיכה: ביצועי השימון של גרפיט תלויים בגודל פתיתי הגרפיט.ככל שהפתיתים גדולים יותר, כך מקדם החיכוך קטן יותר, וביצועי הסיכה טובים יותר.

4) יציבות כימית: לגרפיט יש יציבות כימית טובה בטמפרטורת החדר, והוא יכול לעמוד בפני קורוזיה חומצה, אלקלית וממס אורגני.

5) פלסטיות: לגרפיט יש קשיחות טובה וניתן לטחון אותו ליריעות דקות מאוד.

6) עמידות בפני זעזועים תרמיים: גרפיט יכול לעמוד בשינויי טמפרטורה דרסטיים ללא נזק בשימוש בטמפרטורת החדר.כאשר הטמפרטורה משתנה לפתע, נפח הגרפיט לא משתנה הרבה ולא ייסדק.

נוֹהָג:
1. משמש כחומר עקשן: לגרפיט ולמוצריו תכונות של עמידות בטמפרטורה גבוהה וחוזק גבוה.הם משמשים בעיקר בתעשייה המתכת לייצור כור היתוך גרפיט.בייצור פלדה, גרפיט משמש בדרך כלל כחומר הגנה למטילי פלדה וכבטנה לתנורים מתכתיים.

2. כחומר מוליך: משמש בתעשיית החשמל לייצור אלקטרודות, מברשות, מוטות פחמן, צינורות פחמן, אלקטרודות חיוביות למיישרים כספית, אטמי גרפיט, חלקי טלפון, ציפויים לשפופרות טלוויזיה וכו'.

3. כחומר סיכה עמיד בפני שחיקה: גרפיט משמש לעתים קרובות כחומר סיכה בתעשייה המכנית.לעתים קרובות לא ניתן להשתמש בשמן סיכה בתנאי מהירות גבוהה, טמפרטורה גבוהה ולחץ גבוה, בעוד שחומרים עמידים לבלאי גרפיט יכולים לעבוד ללא שמן סיכה במהירויות הזזה גבוהות בטמפרטורות של 200-2000 ℃.מכשירים רבים המעבירים חומרים קורוזיביים עושים שימוש נרחב בחומרי גרפיט לייצור כוסות בוכנה, טבעות איטום ומסבים, שאינם דורשים תוספת של שמן סיכה במהלך הפעולה.תחליב גרפיט הוא גם חומר סיכה טוב לעיבוד מתכות רבים (ציור חוטים, ציור צינורות).
4. לגרפיט יציבות כימית טובה.גרפיט מעובד במיוחד, בעל מאפיינים כמו עמידות בפני קורוזיה, מוליכות תרמית טובה וחדירות נמוכה, נמצא בשימוש נרחב בייצור מחליפי חום, מיכלי תגובה, מעבים, מגדלי בעירה, מגדלי ספיגה, מצננים, תנורים, מסננים וציוד משאבה.בשימוש נרחב במגזרים תעשייתיים כמו פטרוכימיה, הידרומטלורגיה, ייצור על בסיס חומצה, סיבים סינתטיים וייצור נייר, זה יכול לחסוך כמות גדולה של חומרי מתכת.

מגוון הגרפיט האטום משתנה בעמידות בפני קורוזיה בשל השרפים השונים שהוא מכיל.אימפרגנציות שרף פנוליות עמידות לחומצות אך אינן עמידות בפני אלקלי;אימפרגנציות שרף פורפוריל אלכוהול הן עמידות לחומצות ולאלקליות.גם עמידות החום של זנים שונים משתנה: פחמן וגרפיט יכולים לעמוד ב-2000-3000 ℃ באווירה מפחיתה, ולהתחיל להתחמצן ב-350 ℃ ו-400 ℃ באווירה מחמצנת, בהתאמה;מגוון הגרפיטים האטום משתנה עם חומר ההספגה, והוא בדרך כלל עמיד בחום עד מתחת ל-180 ℃ על ידי הספגה באלכוהול פנולי או פורפוריל.

5. משמש ליציקה, חרטת חול, יציקה וחומרים מתכתיים בטמפרטורה גבוהה: בשל מקדם ההתפשטות התרמית הקטן של הגרפיט ויכולתו לעמוד בשינויים בקירור וחימום מהירים, ניתן להשתמש בו כתבנית לכלי זכוכית.לאחר שימוש בגרפיט, מתכת שחורה יכולה להשיג יציקות במידות מדויקות, משטח חלק ותפוקה גבוהה.ניתן להשתמש בו ללא עיבוד או עיבוד קל, ובכך לחסוך כמות גדולה של מתכת.תהליכי מטלורגיית אבקה כגון ייצור סגסוגות קשות משתמשים בדרך כלל בחומרי גרפיט לייצור סירות קרמיקה לכבישה וסינטר.כור גידול הגביש, מיכל הזיקוק האזורי, מתקן תמיכה, מחמם אינדוקציה וכו' של סיליקון חד גבישי מעובדים כולם מגרפיט בטוהר גבוה.בנוסף, גרפיט יכול לשמש גם כלוח בידוד גרפיט ובסיס להתכה בוואקום, כמו גם רכיבים כגון צינורות כבשנים עמידות בטמפרטורה גבוהה, מוטות, צלחות ורשתות.

6. בשימוש בתעשיית האנרגיה האטומית ובתעשייה הביטחונית הלאומית: לגרפיט יש מתדרי נויטרונים מצוינים המשמשים בכורים אטומיים, וכורי אורניום גרפיט הם סוג של כור אטומי בשימוש נרחב.חומר ההאטה המשמש בכורים אטומיים לכוח צריך להיות בעל נקודת התכה גבוהה, יציבות ועמידות בפני קורוזיה, והגרפיט יכול לעמוד במלוא הדרישות לעיל.דרישת הטוהר עבור גרפיט המשמש בכורים אטומיים היא גבוהה מאוד, ותכולת הטומאה לא תעלה על עשרות PPMs.במיוחד, תכולת הבור צריכה להיות פחות מ-0.5PPM.בתעשייה הביטחונית הלאומית, גרפיט משמש גם לייצור חרירים לרקטות דלק מוצק, חרוטים לטילים, רכיבים לציוד ניווט בחלל, חומרי בידוד וחומרים נגד קרינה.

7. גרפיט יכול גם למנוע אבנית בדוד.בדיקות יחידה רלוונטיות הראו שהוספת כמות מסוימת של אבקת גרפיט (כ-4-5 גרם לטון מים) למים יכולה למנוע אבנית של פני הדוד.בנוסף, ציפוי גרפיט על ארובות מתכת, גגות, גשרים וצינורות יכול למנוע קורוזיה וחלודה.

גרפיט יכול לשמש כעופרת עיפרון, פיגמנט וחומר ליטוש.לאחר עיבוד מיוחד, ניתן להשתמש בגרפיט לייצור חומרים מיוחדים שונים למגזרים תעשייתיים רלוונטיים.