Than chì là một dạng thù hình của cacbon nguyên tố, trong đó mỗi nguyên tử cacbon được bao quanh bởi ba nguyên tử cacbon khác (được sắp xếp theo mô hình giống như tổ ong với nhiều hình lục giác) được liên kết cộng hóa trị để tạo thành các phân tử cộng hóa trị.

Than chì có các tính chất đặc biệt sau do cấu trúc đặc biệt của nó:

1) Khả năng chịu nhiệt độ cao: Điểm nóng chảy của than chì là 3850 ± 50oC và điểm sôi là 4250oC.Ngay cả sau khi bị đốt cháy bởi hồ quang nhiệt độ cực cao, trọng lượng giảm đi rất nhỏ và hệ số giãn nở nhiệt cũng rất nhỏ.Độ bền của than chì tăng theo nhiệt độ và ở 2000oC, độ bền của than chì tăng gấp đôi.

2) Độ dẫn điện và độ dẫn nhiệt: Độ dẫn điện của than chì cao hơn một trăm lần so với khoáng sản phi kim loại nói chung.Độ dẫn nhiệt vượt trội so với vật liệu kim loại như thép, sắt và chì.Độ dẫn nhiệt giảm khi nhiệt độ tăng và thậm chí ở nhiệt độ cực cao, than chì trở thành chất cách điện.Than chì có thể dẫn điện vì mỗi nguyên tử cacbon trong than chì chỉ tạo thành ba liên kết cộng hóa trị với các nguyên tử cacbon khác và mỗi nguyên tử cacbon vẫn giữ lại một electron tự do để truyền điện tích.

3) Độ bôi trơn: Hiệu suất bôi trơn của than chì phụ thuộc vào kích thước của vảy than chì.Các vảy càng lớn thì hệ số ma sát càng nhỏ và hiệu suất bôi trơn càng tốt.

4) Độ ổn định hóa học: Than chì có độ ổn định hóa học tốt ở nhiệt độ phòng và có thể chịu được sự ăn mòn của axit, kiềm và dung môi hữu cơ.

5) Độ dẻo: Than chì có độ dẻo dai tốt và có thể nghiền thành những tấm rất mỏng.

6) Khả năng chống sốc nhiệt: Than chì có thể chịu được sự thay đổi nhiệt độ mạnh mà không bị hư hại khi sử dụng ở nhiệt độ phòng.Khi nhiệt độ thay đổi đột ngột, thể tích của than chì không thay đổi nhiều và sẽ không bị nứt.

Cách sử dụng:
1. Dùng làm vật liệu chịu lửa: Than chì và các sản phẩm của nó có đặc tính chịu nhiệt độ cao và độ bền cao.Chúng chủ yếu được sử dụng trong ngành luyện kim để sản xuất nồi nấu bằng than chì.Trong sản xuất thép, than chì thường được sử dụng làm chất bảo vệ cho phôi thép và làm lớp lót cho lò luyện kim.

2. Là vật liệu dẫn điện: được sử dụng trong ngành điện để sản xuất điện cực, chổi than, thanh carbon, ống carbon, điện cực dương cho bộ chỉnh lưu thủy ngân, gioăng than chì, linh kiện điện thoại, lớp phủ cho ống tivi, v.v.

3. Là vật liệu bôi trơn chịu mài mòn: Graphite thường được sử dụng làm chất bôi trơn trong ngành cơ khí.Dầu bôi trơn thường không thể được sử dụng trong điều kiện tốc độ cao, nhiệt độ cao và áp suất cao, trong khi vật liệu chịu mài mòn bằng than chì có thể hoạt động mà không cần dầu bôi trơn ở tốc độ trượt cao ở nhiệt độ 200-2000oC.Nhiều thiết bị vận chuyển môi trường ăn mòn sử dụng rộng rãi vật liệu than chì để chế tạo cốc piston, vòng đệm và vòng bi, không cần bổ sung dầu bôi trơn trong quá trình vận hành.Nhũ tương than chì còn là chất bôi trơn tốt cho nhiều quá trình gia công kim loại (kéo dây, kéo ống).
4. Than chì có tính ổn định hóa học tốt.Than chì được xử lý đặc biệt, với các đặc tính như chống ăn mòn, dẫn nhiệt tốt và độ thấm thấp, được sử dụng rộng rãi trong sản xuất bộ trao đổi nhiệt, bể phản ứng, bình ngưng, tháp đốt, tháp hấp thụ, bộ làm mát, máy sưởi, bộ lọc và thiết bị bơm.Được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp như hóa dầu, thủy luyện, sản xuất axit-bazơ, sợi tổng hợp và sản xuất giấy, nó có thể tiết kiệm một lượng lớn vật liệu kim loại.

Sự đa dạng của than chì không thấm nước có khả năng chống ăn mòn khác nhau do nó chứa các loại nhựa khác nhau.Chất ngâm tẩm nhựa phenolic có khả năng kháng axit nhưng không kháng kiềm;Chất ngâm tẩm nhựa rượu Furfuryl có khả năng kháng axit và kiềm.Khả năng chịu nhiệt của các loại khác nhau cũng khác nhau: carbon và than chì có thể chịu được nhiệt độ 2000-3000oC trong môi trường khử và bắt đầu oxy hóa ở 350oC và 400oC trong môi trường oxy hóa tương ứng;Sự đa dạng của than chì không thấm nước thay đổi tùy theo chất ngâm tẩm, và nó thường chịu nhiệt dưới 180oC bằng cách ngâm tẩm với rượu phenolic hoặc furfuryl.

5. Được sử dụng để đúc, tiện cát, đúc khuôn và vật liệu luyện kim ở nhiệt độ cao: Do ​​hệ số giãn nở nhiệt của than chì nhỏ và khả năng chịu được những thay đổi trong quá trình làm lạnh và sưởi ấm nhanh chóng nên nó có thể được sử dụng làm khuôn cho đồ thủy tinh.Sau khi sử dụng than chì, kim loại đen có thể thu được vật đúc có kích thước chính xác, bề mặt nhẵn và năng suất cao.Nó có thể được sử dụng mà không cần xử lý hoặc xử lý nhẹ, do đó tiết kiệm được một lượng lớn kim loại.Các quy trình luyện kim bột như sản xuất hợp kim cứng thường sử dụng vật liệu than chì để chế tạo thuyền gốm để ép và thiêu kết.Nồi nấu kim loại tăng trưởng, thùng chứa tinh chế khu vực, vật cố định hỗ trợ, lò sưởi cảm ứng, v.v. bằng silicon đơn tinh thể đều được xử lý từ than chì có độ tinh khiết cao.Ngoài ra, than chì cũng có thể được sử dụng làm tấm cách nhiệt và đế cách nhiệt bằng than chì để nấu chảy chân không, cũng như các bộ phận như ống, thanh, tấm và lưới lò chịu nhiệt độ cao.

6. Được sử dụng trong ngành năng lượng nguyên tử và công nghiệp quốc phòng: Than chì có chất điều tiết neutron tuyệt vời được sử dụng trong các lò phản ứng nguyên tử và lò phản ứng than chì uranium là loại lò phản ứng nguyên tử được sử dụng rộng rãi.Vật liệu giảm tốc được sử dụng trong lò phản ứng nguyên tử để cung cấp năng lượng phải có điểm nóng chảy cao, độ ổn định và khả năng chống ăn mòn, than chì hoàn toàn có thể đáp ứng các yêu cầu trên.Yêu cầu về độ tinh khiết của than chì được sử dụng trong lò phản ứng nguyên tử là rất cao và hàm lượng tạp chất không được vượt quá hàng chục PPM.Đặc biệt hàm lượng boron phải nhỏ hơn 0,5PPM.Trong công nghiệp quốc phòng, than chì còn được sử dụng để chế tạo vòi phun cho tên lửa nhiên liệu rắn, nón mũi cho tên lửa, linh kiện cho thiết bị định vị không gian, vật liệu cách nhiệt, vật liệu chống bức xạ.

7. Than chì cũng có thể ngăn ngừa cặn nồi hơi.Các thử nghiệm đơn vị có liên quan đã chỉ ra rằng việc thêm một lượng bột than chì nhất định (khoảng 4-5 gram mỗi tấn nước) vào nước có thể ngăn ngừa sự đóng cặn bề mặt nồi hơi.Ngoài ra, lớp phủ than chì trên ống khói kim loại, mái nhà, cầu và đường ống có thể ngăn ngừa sự ăn mòn và rỉ sét.

Than chì có thể được sử dụng làm chì bút chì, bột màu và chất đánh bóng.Sau khi xử lý đặc biệt, than chì có thể được sử dụng để sản xuất nhiều loại vật liệu đặc biệt cho các ngành công nghiệp liên quan.