Grafit je alotrop elementarnog ugljika, gdje je svaki atom ugljika okružen sa tri druga ugljikova atoma (raspoređena u obliku saća s više šesterokuta) koji su kovalentno povezani da formiraju kovalentne molekule.

Grafit ima sljedeća posebna svojstva zbog svoje posebne strukture:

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

2) Provodljivost i toplotna provodljivost: Provodljivost grafita je sto puta veća od provodljivosti opštih nemetalnih minerala.Toplotna provodljivost je veća od metalnih materijala kao što su čelik, željezo i olovo.Toplotna provodljivost opada sa porastom temperature, pa čak i pri ekstremno visokim temperaturama grafit postaje izolator.Grafit može provoditi električnu energiju jer svaki atom ugljika u grafitu formira samo tri kovalentne veze s drugim atomima ugljika, a svaki atom ugljika i dalje zadržava jedan slobodan elektron za prijenos naboja.

3) Podmazivanje: učinak podmazivanja grafita zavisi od veličine grafitnih pahuljica.Što su ljuspice veće, to je manji koeficijent trenja i bolji učinak podmazivanja.

4) Hemijska stabilnost: Grafit ima dobru hemijsku stabilnost na sobnoj temperaturi i može izdržati kiselinu, lužinu i koroziju organskih rastvarača.

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

6) Otpornost na toplotni 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 pucati.

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

2. Kao provodljivi materijal: koristi se u električnoj industriji za proizvodnju elektroda, četkica, karbonskih šipki, karbonskih cijevi, pozitivnih elektroda za živine ispravljače, grafitnih zaptivki, telefonskih dijelova, premaza za televizijske cijevi itd.

3. Kao materijal za podmazivanje otporan na habanje: Grafit se često koristi kao mazivo u mašinskoj industriji.Ulje za podmazivanje se često ne može koristiti u uslovima velike brzine, visoke temperature i visokog pritiska, dok grafitni materijali otporni na habanje mogu raditi bez ulja za podmazivanje pri velikim brzinama klizanja na temperaturama od 200-2000 ℃.Mnogi uređaji koji transportuju korozivne medije naširoko koriste grafitne materijale za izradu čašica klipova, zaptivnih prstenova i ležajeva, koji ne zahtijevaju dodavanje ulja za podmazivanje tokom rada.Grafitna emulzija je također dobro mazivo za mnoge obrade metala (izvlačenje žice, izvlačenje cijevi).
4. Grafit ima dobru hemijsku stabilnost.Posebno obrađeni grafit, sa karakteristikama kao što su otpornost na koroziju, dobra toplotna provodljivost i niska propusnost, široko se koristi u proizvodnji izmenjivača toplote, reakcionih rezervoara, kondenzatora, tornjeva za sagorevanje, apsorpcionih tornjeva, hladnjaka, grejača, filtera i pumpne opreme.Široko se koristi u industrijskim sektorima kao što su petrokemija, hidrometalurgija, proizvodnja kiselinske baze, sintetička vlakna i proizvodnja papira, može uštedjeti veliku količinu metalnih materijala.

Raznovrsnost nepropusnog grafita varira u otpornosti na koroziju zbog različitih smola koje sadrži.Impregnatori fenolne smole su otporni na kiseline, ali ne i na lužine;Impregnatori smole furfuril alkohola su otporni i na kiseline i na lužine.Otpornost na toplinu različitih varijanti također varira: ugljik i grafit mogu izdržati 2000-3000 ℃ u redukcionoj atmosferi i početi oksidirati na 350 ℃ odnosno 400 ℃ u oksidirajućoj atmosferi;Raznovrsnost nepropusnog grafita varira u zavisnosti od sredstva za impregnaciju i općenito je otporna na toplinu ispod 180 ℃ impregniranjem fenolnim ili furfuril alkoholom.

5. Koristi se za lijevanje, struganje pijeskom, kalupljenje i metalurške materijale na visokim temperaturama: Zbog malog koeficijenta toplinskog širenja grafita i njegove sposobnosti da izdrži promjene u 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 neznatne 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 presovanje i sinterovanje.Lončić za rast kristala, regionalni kontejner za rafiniranje, potporni uređaj, indukcijski grijač, itd. od monokristalnog silicijuma, svi su obrađeni od grafita visoke čistoće.Osim toga, grafit se može koristiti i kao grafitna izolacijska ploča i podloga za vakuumsko topljenje, 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 odbrambenoj industriji: Grafit ima odlične moderatore neutrona koji se koriste u atomskim reaktorima, a reaktori uranijum grafita su široko korišteni tip atomskog reaktora.Materijal za usporavanje koji se koristi u atomskim reaktorima za energiju treba da ima visoku tačku topljenja, stabilnost i otpornost na koroziju, a grafit može u potpunosti zadovoljiti gore navedene zahtjeve.Zahtjevi za čistoćom grafita koji se koristi u atomskim reaktorima su vrlo visoki, a sadržaj nečistoća ne bi trebao prelaziti desetine PPM-a.Posebno, sadržaj bora bi trebao biti manji od 0,5 PPM.U nacionalnoj odbrambenoj industriji grafit se takođe koristi za proizvodnju mlaznica za rakete na čvrsto gorivo, nosnih konusa za rakete, komponenti za opremu za svemirsku navigaciju, izolacionih materijala i materijala protiv zračenja.

7. Grafit također može spriječiti stvaranje kamenca na kotlu.Relevantni jedinični testovi su pokazali da dodavanje određene količine grafitnog praha (oko 4-5 grama po toni vode) vodi može spriječiti pojavu 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.