Grafit je alotróp elementárneho uhlíka, kde je každý atóm uhlíka obklopený tromi ďalšími atómami uhlíka (usporiadanými do tvaru včelieho plástu s viacerými šesťuholníkmi), ktoré sú kovalentne viazané za vzniku kovalentných molekúl.

Grafit má vďaka svojej špeciálnej štruktúre tieto špeciálne vlastnosti:

1) Odolnosť voči vysokej teplote: Teplota topenia grafitu je 3850 ± 50 ℃ a bod varu je 4250 ℃.Aj po spálení ultravysokoteplotným oblúkom je strata hmotnosti veľmi malá a koeficient tepelnej rozťažnosti je tiež veľmi malý.Pevnosť grafitu sa zvyšuje s teplotou a pri 2000 ℃ sa pevnosť grafitu zdvojnásobuje.

2) Vodivosť a tepelná vodivosť: Vodivosť grafitu je stokrát vyššia ako u bežných nekovových minerálov.Tepelná vodivosť prevyšuje tepelnú vodivosť kovových materiálov, ako je oceľ, železo a olovo.Tepelná vodivosť so zvyšujúcou sa teplotou klesá a aj pri extrémne vysokých teplotách sa grafit stáva izolantom.Grafit môže viesť elektrinu, pretože každý atóm uhlíka v grafite tvorí iba tri kovalentné väzby s inými atómami uhlíka a každý atóm uhlíka si stále zachováva jeden voľný elektrón na prenos náboja.

3) Mazivosť: Mazací výkon grafitu závisí od veľkosti grafitových vločiek.Čím väčšie sú vločky, tým menší je koeficient trenia a tým lepší je mazací výkon.

4) Chemická stabilita: Grafit má dobrú chemickú stabilitu pri izbovej teplote a odoláva korózii kyselinou, zásadou a organickým rozpúšťadlom.

5) Plasticita: Grafit má dobrú húževnatosť a možno ho rozdrviť na veľmi tenké pláty.

6) Odolnosť proti tepelným šokom: Grafit vydrží drastické zmeny teploty bez poškodenia pri použití pri izbovej teplote.Pri náhlej zmene teploty sa objem grafitu veľmi nezmení a nepraská.

Použitie:
1. Používa sa ako žiaruvzdorný materiál: Grafit a jeho výrobky majú vlastnosti odolnosti voči vysokej teplote a vysokej pevnosti.Používajú sa najmä v hutníckom priemysle na výrobu grafitových téglikov.Pri výrobe ocele sa grafit bežne používa ako ochranný prostriedok pre oceľové ingoty a ako výstelka pre hutnícke pece.

2. Ako vodivý materiál: používa sa v elektrotechnickom priemysle na výrobu elektród, kief, uhlíkových tyčí, uhlíkových trubíc, kladných elektród pre ortuťové usmerňovače, grafitových tesnení, častí telefónov, povlakov na televízne trubice atď.

3. Ako mazací materiál odolný voči opotrebovaniu: Grafit sa často používa ako mazivo v strojárskom priemysle.Mazací olej sa často nedá použiť pri vysokej rýchlosti, vysokej teplote a vysokom tlaku, zatiaľ čo grafitové materiály odolné voči opotrebovaniu môžu pracovať bez mazacieho oleja pri vysokých klzných rýchlostiach pri teplotách 200-2000 ℃.Mnoho zariadení, ktoré prepravujú korozívne médiá, vo veľkej miere používa grafitové materiály na výrobu piestových pohárov, tesniacich krúžkov a ložísk, ktoré počas prevádzky nevyžadujú pridávanie mazacieho oleja.Grafitová emulzia je tiež dobrým mazivom na spracovanie mnohých kovov (ťahanie drôtov, ťahanie rúr).
4. Grafit má dobrú chemickú stabilitu.Špeciálne spracovaný grafit s vlastnosťami, ako je odolnosť proti korózii, dobrá tepelná vodivosť a nízka priepustnosť, sa široko používa pri výrobe výmenníkov tepla, reakčných nádrží, kondenzátorov, spaľovacích veží, absorpčných veží, chladičov, ohrievačov, filtrov a čerpacích zariadení.Široko používaný v priemyselných odvetviach, ako je petrochémia, hydrometalurgia, acidobázická výroba, syntetické vlákna a výroba papiera, dokáže ušetriť veľké množstvo kovových materiálov.

Rôzne druhy nepriepustného grafitu sa líšia v odolnosti proti korózii v dôsledku rôznych živíc, ktoré obsahuje.Impregnátory na báze fenolovej živice sú odolné voči kyselinám, ale nie sú odolné voči zásadám;Impregnátory furfurylalkoholovej živice sú odolné voči kyselinám aj zásadám.Tepelná odolnosť rôznych odrôd sa tiež líši: uhlík a grafit môžu vydržať 2000-3000 ℃ v redukčnej atmosfére a začať oxidovať pri 350 ℃ a 400 ℃ v oxidačnej atmosfére;Rozmanitosť nepriepustného grafitu sa líši v závislosti od impregnačného činidla a vo všeobecnosti je tepelne odolný pod 180 °C impregnáciou fenolovým alebo furfurylalkoholom.

5. Používa sa na odlievanie, sústruženie piesku, lisovanie a vysokoteplotné hutnícke materiály: Vďaka malému koeficientu tepelnej rozťažnosti grafitu a jeho schopnosti odolávať zmenám rýchleho ochladzovania a zahrievania je možné ho použiť ako formu na sklenený tovar.Po použití grafitu môže čierny kov získať odliatky s presnými rozmermi, hladkým povrchom a vysokou výťažnosťou.Môže byť použitý bez spracovania alebo mierneho spracovania, čím sa ušetrí veľké množstvo kovu.Procesy práškovej metalurgie, ako je výroba tvrdých zliatin, zvyčajne používajú grafitové materiály na výrobu keramických člnov na lisovanie a spekanie.Téglik na rast kryštálov, nádoba na regionálnu rafináciu, podporný prípravok, indukčný ohrievač atď. z monokryštalického kremíka sú všetky spracované z grafitu vysokej čistoty.Okrem toho možno grafit použiť aj ako grafitovú izolačnú dosku a základňu pre vákuové tavenie, ako aj komponenty, ako sú rúry, tyče, platne a mriežky odolné voči vysokej teplote.

6. Používa sa v priemysle atómovej energie a v priemysle národnej obrany: Grafit má vynikajúce neutrónové moderátory používané v atómových reaktoroch a uránové grafitové reaktory sú široko používaným typom atómových reaktorov.Spomaľovací materiál používaný v atómových reaktoroch na napájanie by mal mať vysokú teplotu topenia, stabilitu a odolnosť proti korózii a grafit môže plne spĺňať vyššie uvedené požiadavky.Požiadavky na čistotu grafitu používaného v atómových reaktoroch sú veľmi vysoké a obsah nečistôt by nemal presiahnuť desiatky PPM.Najmä obsah bóru by mal byť nižší ako 0,5 ppm.V národnom obrannom priemysle sa grafit používa aj na výrobu trysiek pre rakety na tuhé palivo, kužeľov predných striel pre rakety, súčiastok pre zariadenia vesmírnej navigácie, izolačných materiálov a antiradiačných materiálov.

7. Grafit môže tiež zabrániť usadzovaniu kotla.Príslušné jednotkové testy ukázali, že pridanie určitého množstva grafitového prášku (asi 4-5 gramov na tonu vody) do vody môže zabrániť tvorbe vodného kameňa na povrchu kotla.Okrem toho môže grafitový náter na kovových komínoch, strechách, mostoch a potrubiach zabrániť korózii a hrdzi.

Grafit môže byť použitý ako tuha, pigment a leštiaci prostriedok.Po špeciálnom spracovaní môže byť grafit použitý na výrobu rôznych špeciálnych materiálov pre príslušné priemyselné odvetvia.