گرافیت با خلوص بالا
گرافیت با خلوص بالا معمولاً به گرافیت با محتوای کربن بیش از 99.99% اطلاق می‌شود. ساختار سازمانی آن را می توان به سه دسته تقسیم کرد: ساختار درشت-ساختار دانه‌دار،-ساختار دانه‌ریز-ساختار-ساختار دانه‌ریز-فوق‌العاده. گرافیت با خلوص بالا به طور گسترده در کوره‌های سیلیکونی تک کریستال Czochralski استفاده می‌شود. مواد اولیه مدارهای مجتمع عمدتاً تراشه‌های تک بلوری سیلیکونی{11}} هستند. در حال حاضر، روند رشد تک کریستال سیلیکون عمدتاً از روش Czochralski (CZ) استفاده می کند. روش های دیگر عبارتند از روش میدان مغناطیسی Czochralski (MCZ)، روش منطقه (FZ) و روش کشش کریستال دوبل بوته. سیلیکون تک کریستالی Czochralski که در صنعت الکترونیک جهانی استفاده می‌شود، حدود 80 درصد از کل مصرف سیلیکون تک کریستالی را تشکیل می‌دهد. قطعات گرافیت در کوره‌های سیلیکونی تک-Czochralski مواد مصرفی هستند. مواد گرافیتی با خلوص بالا{20}برای پردازش سیستم گرمایش کوره‌های سیلیکونی تک-Czochralski استفاده می‌شود.
یکی دیگر از کاربردهای مهم-گرافیت با خلوص بالا، پردازش به انواع مختلف بوته‌ها برای تولید فلزات کمیاب یا فلزات-با خلوص بالا و مواد غیرفلزی است. الکترود گرافیتی برای آنالیز طیفی نیز نوعی گرافیت{4}}با خلوص بالا است که می تواند برای تجزیه و تحلیل طیف شیمیایی همه عناصر به جز کربن استفاده شود. الکترود گرافیتی برای آنالیز طیفی با روش اکستروژن تشکیل می شود. محتوای عنصر ناخالصی محصول نهایی نباید بیشتر از 6*10-5 باشد. هنگام تهیه نمونه های استاندارد برای آنالیز طیفی و گرفتن ناخالصی ها با استفاده از روش های شیمیایی، باید از پودر کربن خالص طیفی یا پودر گرافیت خالص طیفی استفاده شود. الزامات محتوای ناخالصی این دو ماده{16}با خلوص بالا 6*10-5 است. در برخی از کاربردها، محتوای کربن باید به 99.9995٪ برسد و میزان کل خاکستر کمتر از 5 * 10-6 است. سه روش قالب‌گیری برای گرافیت با خلوص بالا وجود دارد: قالب‌گیری اکستروژن، قالب‌گیری فشاری و پرس ایزواستاتیک.
مواد گرافیت برای انرژی هسته ای
گرافیت یکی از مواد کاهش دهنده سرعت و مواد بازتابنده مورد استفاده در ساخت راکتورهای هسته ای است. راکتورهای اولیه همه شمع های گرافیتی بودند. گرافیت برای راکتورهای هسته ای که به عنوان مواد ساختاری استفاده می شود، از نظر انتخاب مواد خام، کنترل فرآیند و بازرسی محصول نهایی بسیار سخت تر و گران تر از الکترودهای گرافیتی است. گرافیت برای راکتورهای هسته‌ای باید دارای ویژگی‌های زیر باشد: جذب کم نوترون‌های آهسته، استحکام دمایی بالا، مقاومت در برابر شوک حرارتی بالا، عملکرد کاهش سرعت خوب نوترون‌های سریع، اندازه پایدار تحت تابش، و حداقل محتوای ناخالصی. محتوای عناصری مانند بور و کادمیوم که به راحتی نوترون ها را جذب می کنند باید به شدت کنترل شود.
گرافیت هسته‌ای باید چگالی حجمی M بالاتری داشته باشد زیرا اثر کاهش سرعت گرافیت بر نوترون‌های سریع با برخورد نوترون‌های سریع با اتم‌های کربن حاصل می‌شود. هر چه تعداد اتم های کربن در واحد حجم بیشتر باشد، اثر بهتری خواهد داشت. بنابراین، چگالی حجمی یکی از شاخص های اصلی گرافیت هسته ای است. چگالی حجمی نیز به طور مستقیم با تخلخل و نفوذپذیری گرافیت مرتبط است. برای جلوگیری از اتلاف سوخت هسته ای و حامل گرما، تخلخل و نفوذپذیری باید تا حد معینی کاهش یابد. استحکام مکانیکی گرافیت با چگالی حجمی آن نیز مرتبط است. به طور کلی، چگالی حجمی گرافیت هسته مورد استفاده در پشته های گرافیت 1.7-1.75 گرم بر سانتی متر است.3.
راکتورهای هسته‌ای که برای تولید برق استفاده می‌شوند در حال حاضر عمدتاً راکتورهای آب تحت فشار هستند که به گرافیت نیازی ندارند، اما کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند که راکتورهای{0}}گاز با دمای بالا-خنک‌شده چشم‌انداز توسعه بسیار خوبی دارند. راکتورهای-گاز با دمای بالا{4}}به مقدار زیادی مواد گرافیتی پیشرفته نیاز دارند. 9 در راکتورهای-گاز با دمای بالا{7}}سرد می‌شوند، زیرا از هلیوم به عنوان خنک‌کننده استفاده می‌شود، از کربن و مواد سرامیکی به‌عنوان پوشش سوخت استفاده می‌شود و مواد گرافیتی یا مواد هسته‌زدایی و کوره‌زدایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. گازهای با دمای بالا و نزدیک به 5- را می توان برای استفاده به عنوان انرژی از راکتور خارج کرد.
گرافیت ایزوتروپیک
اگرچه تعریف بین المللی گرافیت همسانگرد نیاز به توضیح بیشتری دارد، شاخص های عملکرد فیزیکی خاصی در جهت قطر و طول محصول به طور کلی اندازه گیری می شوند و نسبت های آنها محاسبه می شود. برخی با نسبت ضرایب انبساط حرارتی و ساده تر با نسبت مقاومت بیان می شوند. نسبت ناهمسانگردی در محدوده 1.0~1.1 است که به آن محصولات همسانگرد می گویند و زمانی که از 1.1 بیشتر شود، محصولات ناهمسانگرد نامیده می شود. علاوه بر کک نفتی عمومی، گرافیت ایزوتروپیک همچنین از کک پیچ اصلاح شده، کک زمین طبیعی، کک نفتی اکسید شده، کک نفت خام کلسینه نشده، گرافیت طبیعی و غیره استفاده می کند.