גרפיט בטוהר גבוה
גרפיט בטוהר- גבוה מתייחס בדרך כלל לגרפיט עם תכולת פחמן של יותר מ-99.99%. ניתן לחלק את המבנה הארגוני שלו לשלוש קטגוריות: מבנה גס-גרעיני, מבנה דק-ומבנה אולטרה-דק-. גרפיט בטוהר- גבוה נמצא בשימוש נרחב בתנורי סיליקון יחיד- של צ'וקרלסקי. החומר הבסיסי של מעגלים משולבים הוא בעיקר שבבי סיליקון בודדים{11}. כיום, תהליך הצמיחה של סיליקון סיליקון מאמץ בעיקר את שיטת צ'וקרלסקי (CZ). שיטות אחרות כוללות את שיטת השדה המגנטי Czochralski (MCZ), שיטת אזור (FZ) ושיטת משיכת גביש כפול כור היתוך. סיליקון יחיד גבישי של צ'וקרלסקי המשמש בתעשיית האלקטרוניקה העולמית מהווה כ-80% מסך צריכת הסיליקון החד-גבישי. חלקי גרפיט בתנורי סיליקון{18}}יחידי קריסטל של צ'וצ'ראלסקי הם חומרים מתכלים. חומרי גרפיט בטוהר גבוה- משמשים לעיבוד מערכת החימום של תנורי סיליקון חד-גבישים של צ'וקרלסקי.
שימוש חשוב נוסף של גרפיט בטוהר- גבוה הוא עיבוד לסוגים שונים של כור היתוך לייצור מתכות נדירות או מתכות בטוהר- גבוה וחומרים לא-מתכתיים. אלקטרודת גרפיט לניתוח ספקטרלי היא גם סוג של גרפיט בטוהר- גבוה, שיכול לשמש לניתוח ספקטרוכימי של כל היסודות מלבד פחמן. אלקטרודת גרפיט לניתוח ספקטרלי נוצרת בשיטת האקסטרוזיה. תכולת רכיבי הטומאה של המוצר המוגמר לא צריכה להיות גדולה מ-6*10-5. בעת הכנת דגימות סטנדרטיות לניתוח ספקטרלי ולכידת זיהומים בשיטות כימיות, יש להשתמש באבקת פחמן טהורה מבחינה ספקטרלית או באבקת גרפיט טהורה מבחינה ספקטרלית. דרישות תכולת הטומאה של שני החומרים בעלי הטוהר הגבוה- הללו הן 6*10-5; ביישומים מסוימים, תכולת הפחמן צריכה להגיע ל-99.9995%, ותכולת האפר הכוללת היא פחות מ-5*10-6. קיימות שלוש שיטות דפוס עבור גרפיט בטוהר גבוה: דפוס אקסטרוזיה, דפוס דחיסה וכבישה איזוסטטית.
חומרים גרפיטים לאנרגיה גרעינית
גרפיט הוא אחד מחומרי האטה וחומרים מחזירי אור המשמשים בבניית כורים גרעיניים. הכורים המוקדמים היו כולם ערימות גרפיט. גרפיט לכורים גרעיניים המשמשים כחומרי מבנה הוא הרבה יותר קפדני ויקר מאלקטרודות גרפיט מבחינת בחירת חומרי גלם, בקרת תהליך ובדיקת מוצר מוגמר. גרפיט לכורים גרעיניים חייב להיות בעל התכונות הבאות: ספיגה קטנה של נויטרונים איטיים, חוזק טוב בטמפרטורה-גבוהה, עמידות גבוהה בפני זעזועים תרמיים, ביצועי האטה טובים של נויטרונים מהירים, גודל יציב תחת הקרנה ותכולת טומאה מינימלית. יש לשלוט בקפדנות על התוכן של יסודות כמו בורון וקדמיום שקל לספוג נויטרונים.
גרפיט גרעיני חייב להיות בעל צפיפות נפח גבוהה יותר M מכיוון שהשפעת ההאטה של גרפיט על נויטרונים מהירים מושגת על ידי התנגשות של נויטרונים מהירים עם אטומי פחמן. ככל שיש יותר אטומי פחמן ביחידת נפח, כך ההשפעה טובה יותר. לכן, צפיפות נפח היא אחד האינדיקטורים העיקריים של גרפיט גרעיני. צפיפות הנפח קשורה גם ישירות לנקבוביות ולחדירות של גרפיט. על מנת למנוע אובדן של דלק גרעיני ומוביל חום, יש להפחית את הנקבוביות והחדירות לרמה מסוימת. החוזק המכני של הגרפיט קשור גם לצפיפות הנפח שלו. באופן כללי, צפיפות הנפח של גרפיט הליבה בשימוש בערימות גרפיט היא 1.7-1.75 גרם/ס"מ3.
כורים גרעיניים המשמשים לייצור חשמל הם כיום בעיקר כורי מים בלחץ שאינם דורשים גרפיט, אך מומחים צופים שלכורים מקוררים בגז-בטמפרטורה גבוהה- יש סיכויי פיתוח גדולים. כורים מקוררים-גבוהים בגז- דורשים כמות גדולה של חומרי גרפיט מתקדמים. 9 בכורים מקוררים-בטמפרטורה גבוהה בגז-, מכיוון שהליום משמש כנוזל הקירור, פחמן וקרמיקה משמשים כחומרי ציפוי דלק, וחומרי גרפיט או פחמן צללים משמשים כחומרי פחמן וחומרי פחמן. ניתן לייצא גזים בטמפרטורה- גבוהה קרוב ל-5 מהכור לשימוש כאנרגיה.
גרפיט איזוטרופי
למרות שיש צורך להבהיר יותר את ההגדרה הבינלאומית של גרפיט איזוטרופי, מדדי ביצועים פיזיים מסוימים בכיווני הקוטר והאורך של המוצר נמדדים בדרך כלל, ויחסיהם מחושבים. חלקם מתבטאים ביחס של מקדמי ההתפשטות התרמית, והפשוטים יותר מתבטאים ביחס ההתנגדות. יחס האניזוטרופיה הוא בטווח של 1.0~1.1, הנקרא מוצרים איזוטריים, וכאשר הוא עולה על 1.1, הוא נקרא מוצרים אנזוטרופיים. בנוסף לקוק נפט כללי, גרפיט איזוטרופי משתמש גם בקוק פיץ' שונה, קוק פיץ' טבעי, קוק נפט מחומצן, קוק נפט גולמי לא מסויד, גרפיט טבעי וכו'.