Grafiidi omadused ja rakendused

Grafiidi jõudlus on tihedalt seotud sisalduvate lisanditega. Looduslikul grafiidil on vähe lisandeid ja palju lisandeid, seetõttu kasutatakse tavaliselt kunstlikku grafiiti. Hiljuti on ilmunud keemilise aurude ladestumise poolt tehtud pürolüütiline grafiit ja selle anisotroopia on eriti silmapaistev. Grafiidis on ka palju poore, nii et see võib gaasi imada ning kuju omadused (avatud, suletud) ning pooride arv mõjutavad ka tugevust, elektrilisi omadusi jne.

Mõned grafiidi füüsikalised omadused on toodud tabelis. Nagu tabelist näha, on grafiidi sulamistemperatuur äärmiselt kõrge ja grafiidi soojusjuhtivus tasapinnaga paralleelses suunas on võrreldav vase omaga, kuid soojuspaisumistegur on väiksem kui volfram. Lisaks suureneb grafiidi tugevus temperatuuri tõusuga 24 0 0 ~ 2600 kraadi ja seejärel väheneb järsult. Tugevus 2500 kraadi juures on umbes kaks korda kui toatemperatuuril. Grafiit on toatemperatuuril väga habras ja temperatuuri tõustes suureneb selle plastilisus. Grafiiti ei saa kohapeal keevitada, nii et grafiidi elektroode saab fikseerida ainult kruvides või sisestades kruvid, võllid jne. Elektroodide väikestesse aukudesse. Kuna grafiit on lahti ja poorne, ei saa seda üheski lahustis puhastada. Selle saab lühikese aja jooksul õhku panna ja kuumutada küpsetamise, tolmu ja mittetäielikult grafitiseeritud süsiniku põletamiseks küpsetamisel üle 1000 kraadi. Seejärel tuleb seda kuumutada vaakum ahjus degaseerimiseks (kuumutatud 1400 kraadi, 20 ~ 30 minutit). Selle põhjuseks on asjaolu, et grafiit imab sageli suures koguses gaasi, näiteks H2, N2, CO, CO2 ja O2. Grafiit ei tööta üldiste keemiliste lahustitega, kuid selle saab lahustada järgmises segalahuses, moodustades kolloidse grafitiinhappe. HNO3 (20CM3) + H2SO4 (40cm3) + KCLO3 (0,02 kg) võib lahustada 0,001 kg grafiiti. Seda segalahust saab kasutada klaaskoorele ladestatud grafiidi kihi puhastamiseks. Kuna grafiidil on tugevad redutseerivad omadused, tuleks seda kõrgel temperatuuril kontaktis klaasist või keraamikast vältida, vastasel juhul vähendatakse selles sisalduvaid leelismetalle ja muid komponente, põhjustades selle lagunemise tugeva elektrivälja all ning grafiit ja elavhõbe ei tööta.
Grafiidil on kõrge sulamistemperatuur, hea soojusjuhtivus ja väike laienduskoefitsient. See on ka suure kiirguskoefitsiendiga must kehamaterjal, seega on see hea materjal energiatorudes anoodide ja võrede valmistamiseks. Grafiitvarrasi saab kasutada vaakumiahjudes kütteelementidena.

Kui grafiidi kasutatakse ruudustikku, võib see suurendada ruudustikku, elektroodide vaheline kaugus muutub vähe ning ruudustik termiline elektronide emissioon ja sekundaarne emissioon on madal. Praegu saab pürolüütilisi grafiidivõrke teha liivapritsimisega ja ruudustiku ristlõikepindala võib olla sama väike kui 0. 01mm2. Grafiiti kasutatakse ka elavhõbedakaare alaldi, gaasiga täidetud dioodide, türistorite ja vaakum-ahjude grafiitielektroodidena.

Grafiidi emulsiooni kasutatakse ka elektrivõrguseadmetes. See valmistatakse grafiidipulbri (2 ~ 10 μm) lahustamisel vesilahuses ja lisades stabilisaatoreid nagu ammoniaak. Seda kasutatakse peamiselt klaasise sisemise ja välimise pinna katmiseks juhtivaks kihiks või katteks elektroodi pinna, et suurendada kiirguskoefitsienti.