الجرافيت هو شكل بلوري من الكربون.نظام بلوري سداسي، بالحبر الحديدي إلى اللون الرمادي الداكن.الكثافة 2.25 جم/سم3، الصلابة 1.5، نقطة الانصهار 3652 درجة مئوية، نقطة الغليان 4827 درجة مئوية.ناعم الملمس، مع ملمس ناعم وموصل.الخصائص الكيميائية ليست نشطة، ومقاومة للتآكل، ولا تتفاعل بسهولة مع الأحماض والقلويات وما إلى ذلك. يمكن أن يؤدي تعزيز الحرارة في الهواء أو الأكسجين إلى حرق وتوليد ثاني أكسيد الكربون.المؤكسدات القوية سوف تؤكسدها إلى أحماض عضوية.يستخدم كعامل مضاد للاحتكاك وكمادة تشحيم، لصنع البوتقات والأقطاب الكهربائية والبطاريات الجافة وسلاسل أقلام الرصاص.يمكن استخدام الجرافيت عالي النقاء كمهدئ للنيوترونات في المفاعلات النووية.غالبًا ما يشار إليه بالفحم أو الرصاص الأسود لأنه كان يُعتقد خطأً في السابق أنه رصاص.

الاستخدامات الرئيسية للجرافيت:

1. يستخدم كمواد مقاومة للحرارة: يتميز الجرافيت ومنتجاته بخصائص المقاومة لدرجات الحرارة العالية والقوة، ويستخدم بشكل رئيسي في الصناعة المعدنية لتصنيع بوتقات الجرافيت.في صناعة الصلب، يستخدم الجرافيت بشكل شائع كعامل حماية لسبائك الصلب وكبطانة للأفران المعدنية.

2. كمواد موصلة: تستخدم في الصناعة الكهربائية لتصنيع الأقطاب الكهربائية، والفرش، وقضبان الكربون، وأنابيب الكربون، والأقطاب الكهربائية الموجبة لمحولات التيار الموجبة الزئبقية، وحشوات الجرافيت، وأجزاء الهاتف، وطلاءات أنابيب التلفزيون، وما إلى ذلك.

3. كمواد تشحيم مقاومة للتآكل: غالبًا ما يستخدم الجرافيت كمواد تشحيم في الصناعة الميكانيكية.غالبًا لا يمكن استخدام زيت التشحيم في ظروف السرعة العالية ودرجة الحرارة العالية والضغط العالي، في حين أن المواد المقاومة للتآكل من الجرافيت يمكن أن تعمل بدون زيت التشحيم بسرعات انزلاق عالية عند درجات حرارة تتراوح بين 200-2000 درجة مئوية.يتم تصنيع العديد من الأجهزة التي تنقل الوسائط المسببة للتآكل على نطاق واسع من مادة الجرافيت لصنع أكواب المكبس وحلقات الختم والمحامل، والتي لا تتطلب إضافة زيت تشحيم أثناء التشغيل.يعتبر مستحلب الجرافيت أيضًا مادة تشحيم جيدة للعديد من عمليات معالجة المعادن (سحب الأسلاك، وسحب الأنابيب).

4. يتمتع الجرافيت بثبات كيميائي جيد.يتميز الجرافيت المعالج خصيصًا بخصائص مقاومة التآكل، والتوصيل الحراري الجيد، والنفاذية المنخفضة، ويستخدم على نطاق واسع في إنتاج المبادلات الحرارية، وخزانات التفاعل، والمكثفات، وأبراج الاحتراق، وأبراج الامتصاص، والمبردات، والسخانات، والمرشحات، ومعدات المضخات.يتم استخدامه على نطاق واسع في القطاعات الصناعية مثل البتروكيماويات والمعادن المائية وإنتاج القاعدة الحمضية والألياف الاصطناعية وصناعة الورق وما إلى ذلك، ويمكنه توفير كمية كبيرة من المواد المعدنية.

تختلف مجموعة الجرافيت غير المنفذة في مقاومة التآكل بسبب الراتنجات المختلفة التي تحتوي عليها.إن أدوات تشريب الراتنجات الفينولية مقاومة للأحماض ولكنها ليست مقاومة للقلويات.تتميز أدوات تشريب راتنج كحول الفورفوريل بأنها مقاومة للأحماض والقلويات.تختلف أيضًا مقاومة الحرارة للأصناف المختلفة: يمكن أن يتحمل الكربون والجرافيت 2000-3000 درجة مئوية في جو مخفض، ويبدأ في التأكسد عند 350 درجة مئوية و400 درجة مئوية على التوالي في جو مؤكسد؛يختلف تنوع الجرافيت غير المنفذ باختلاف عامل التشريب، وهو بشكل عام مقاوم للحرارة حتى أقل من 180 درجة مئوية عن طريق التشريب بكحول الفينول أو الفورفوريل.

5. يستخدم في الصب والصنفرة والقولبة والمواد المعدنية ذات درجة الحرارة العالية: نظرًا لمعامل التمدد الحراري الصغير للجرافيت وقدرته على تحمل التغيرات في التبريد والتسخين السريع، يمكن استخدامه كقالب للأواني الزجاجية.بعد استخدام الجرافيت، يمكن للمعدن الأسود الحصول على أبعاد صب دقيقة ونعومة سطحية عالية وإنتاجية، ويمكن استخدامه بدون معالجة أو معالجة طفيفة، وبالتالي توفير كمية كبيرة من المعدن.عادةً ما يتضمن إنتاج السبائك الصلبة وغيرها من عمليات تعدين المساحيق استخدام مواد الجرافيت لصنع قوارب خزفية للضغط والتلبيد.تتم معالجة بوتقة النمو البلوري، وحاوية التكرير الإقليمية، وتركيبات الدعم، والسخان الحثي، وما إلى ذلك من السيليكون أحادي البلورية من الجرافيت عالي النقاء.بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا استخدام الجرافيت كلوح عزل جرافيت وقاعدة لصهر الفراغ، مع مقاومة درجات الحرارة العالية.

6. يستخدم في صناعة الطاقة الذرية وصناعة الدفاع الوطني: يحتوي الجرافيت على معدلات نيوترون ممتازة للاستخدام في المفاعلات الذرية، ومفاعلات اليورانيوم والجرافيت هي نوع من المفاعلات الذرية يستخدم على نطاق واسع.يجب أن تتمتع مادة التباطؤ المستخدمة في المفاعلات الذرية لتوليد الطاقة بنقطة انصهار عالية، واستقرار، ومقاومة للتآكل، ويمكن للجرافيت أن يلبي المتطلبات المذكورة أعلاه بالكامل.متطلبات نقاء الجرافيت المستخدم كمفاعل ذري عالية جدًا، ويجب ألا يتجاوز محتوى الشوائب عشرات الأجزاء في المليون.على وجه الخصوص، يجب أن يكون محتوى البورون أقل من 0.5PPM.وفي صناعة الدفاع الوطني، يستخدم الجرافيت أيضًا لتصنيع فوهات صواريخ الوقود الصلب، ومخاريط مقدمة الصواريخ، ومكونات معدات الملاحة الفضائية، والمواد العازلة، ومواد الحماية من الإشعاع.

7. يمكن للجرافيت أيضًا أن يمنع تحجيم الغلاية.أظهرت اختبارات الوحدات ذات الصلة أن إضافة كمية معينة من مسحوق الجرافيت (حوالي 4-5 جرام لكل طن من الماء) إلى الماء يمكن أن يمنع تقشر سطح الغلاية.بالإضافة إلى ذلك، يمكن لطلاء الجرافيت على المداخن المعدنية والأسطح والجسور وخطوط الأنابيب أن يمنع التآكل والصدأ.

8. يمكن استخدام الجرافيت كقلم رصاص، وصبغ، وعامل تلميع.بعد المعالجة الخاصة، يمكن تحويل الجرافيت إلى مواد خاصة مختلفة لاستخدامها في الأقسام الصناعية ذات الصلة.

9. القطب الكهربائي: يتمتع الجرافيت بموصلية جيدة ومقاومة منخفضة.يمكن إنتاج أقطاب الجرافيت لأفران الصهر وأفران القوس الكهربائي في مصانع الصلب والسيليكون.