石墨

天然石墨的主要類型是每種，分別存在於不同類型的礦床中。

結晶的小片狀石墨（或片狀石墨）以孤立的，扁平的，帶六角形邊緣的板狀顆粒存在（如果不破裂）。折斷時，邊緣可能不規則或有角度；

非晶態石墨：非常細的片狀石墨有時也稱為非晶態。

塊狀石墨（或脈狀石墨）出現在裂隙靜脈或裂縫中，並出現為纖維狀或針狀結晶聚集體的大片狀共生體，可能起源於水熱。

高度有序的熱解石墨是指在石墨片之間的角展度小於1°的石墨。

術語“石墨纖維”有時用於指碳纖維或碳纖維增強的聚合物。

石墨的聲學和熱學性質是高度各向異性的，因為聲子沿緊密結合的平面快速傳播，但是從一個平面傳播到另一個平面則較慢。石墨的高熱穩定性，導電性和導熱性使其在高溫材料加工應用中廣泛用作電極和耐火材料。然而，在含氧氣氛中，石墨在700℃以上的溫度下容易氧化形成二氧化碳。石墨是電導體，因此可用於弧光燈電極等應用。由於碳層內大量的電子離域（一種叫做芳香性的現象），它可以導電。這些價電子自由移動，因此能夠導電。然而，電主要在層的平面內傳導。石墨粉的導電特性使其可用作碳麥克風中的壓力傳感器。石墨和石墨粉因其自潤滑和乾潤滑性能而在工業應用中受到重視。人們普遍認為，石墨的潤滑性能僅歸因於結構中薄板之間的層間鬆散耦合。然而，已經顯示出，在真空環境中（例如在太空中使用的技術中），由於低氧條件，石墨作為潤滑劑而降解。該觀察結果得出這樣的假設：潤滑是由於層之間存在流體，例如空氣和水，這些流體是自然地從環境中吸收的。研究表明，空氣和水沒有被吸收，這一假設被反駁了。最近的研究表明，所謂的超潤滑性也可以解釋石墨的潤滑性能。石墨的使用受到其易於在某些不銹鋼中產生點蝕和促進異種金屬之間的電偶腐蝕（由於其導電性）的趨勢的限制。在有水分的情況下，它也會腐蝕鋁。因此，美國空軍禁止將其用作鋁製飛機的潤滑劑，並勸阻其用於含鋁自動武器。即使鋁製零件上的石墨鉛筆痕跡也可能促進腐蝕。另一種高溫潤滑劑，六方氮化硼，具有與石墨相同的分子結構。由於其相似的特性，有時也稱為白色石墨。當大量的晶體學缺陷將這些平面粘合在一起時，石墨會失去潤滑性能，並成為所謂的熱解石墨。它也是高度各向異性且抗磁性的，因此它將漂浮在強磁體上方的空中。如果在1000–1300°C的流化床中製成，則它是各向同性的渦輪層，並用於與血液接觸的設備（如機械心臟瓣膜）中，並稱為熱解碳，並且不具有反磁性。熱解石墨和熱解碳經常被混淆，但是是非常不同的材料。天然和結晶石墨由於其剪切面，脆性和不一致的機械性能，通常不以純形式用作結構材料。

由於變質過程中沉積碳化合物的減少， Graphite發生在變質岩中。它也發生在火成岩和隕石中。與石墨有關的礦物包括石英，方解石，雲母和電氣石。礦用石墨的主要出口來源是噸位：中國，墨西哥，加拿大，巴西和馬達加斯加。在隕石中，石墨與三葉沸石和矽酸鹽礦物共存。隕鐵中的小石墨晶體稱為克利夫石。一些微觀顆粒具有獨特的同位素組成，表明它們是在太陽系之前形成的。它們是太陽系之前約12種已知礦物中的一種，並且也已在分子云中被發現。這些礦物是在超新星爆炸或低至中等大小的恆星在其生命後期將其外層殼排出時在噴出物中形成的。石墨可能是宇宙中第二或第三最古老的礦物。

取決於化學鍵的類型，固態碳有不同的形式，稱為同素異形體。最常見的兩種是金剛石和石墨（較少見的包括buckminsterfullerene）。在鑽石中，鍵為sp，原子形成四面體，每個原子與四個最近的鄰居結合。在石墨中，它們是原子軌道雜化體，原子在平面中形成，每個原子束縛在相距120度的三個最近鄰中。各個層稱為石墨烯。在每一層中，碳原子以鍵長為0.142 nm的蜂窩狀晶格排列，平面之間的距離為0.335 nm。平面中的原子共價鍵合，僅滿足四個潛在鍵合位點中的三個。第四電子在平面內自由遷移，使石墨導電。層之間的粘合是通過弱范德華鍵實現的，這使石墨層易於分離或彼此滑過。因此，垂直於各層的電導率要低約1000倍。

它的用途包括製造鉛筆筆芯和潤滑劑或集電弓上的碳刷條，也可作為壓力管式石墨慢化沸水反應爐的中子減速劑。 目前主要用途是耐火材料的原材料，尤其是鎂碳磚。自然界自然形成的石墨可分為鱗片石墨和土狀石墨。 因晶體結構中存在大量離域電子，石墨可以導電，其與晶體層平行的方向電阻率為(2.5～5.0)×10Ω·m，與層垂直的方向電阻率為3×10Ω·m。 電解中的惰性電極可以由鉑製作，但由於會受鹵素侵蝕，所以在會產生鹵素(例如:電解食鹽鹽水)的電解時使用石墨替代鉑，作為惰性電極。

歷史上，石墨被稱為黑鉛或石墨。石墨通常以塊狀礦物形式使用。這兩個名稱都源於與外觀相似的鉛礦石（特別是方鉛礦）的混淆。拉丁語中鉛（鉛）一詞的得名是該灰色金屬光澤礦物的英文術語，甚至是長白花或鉛青花，這些花具有這種顏色的植物。

術語“黑鉛”通常是指粉末狀或加工過的石墨，其顏色為啞光黑。

亞伯拉罕·哥特洛布·沃納（Abraham Gottlob Werner）於1789年創造了石墨這個名字（“書寫石”）。在1778年卡爾·威廉·謝勒（Carl Wilhelm Scheele）證明至少存在三種礦物之後，他試圖消除鉬，石墨和黑鉛之間的混淆。 Scheele的分析表明，硫化鉬（輝鉬礦），硫化鉛（II）（方鉛礦）和石墨等化學化合物是三種不同的軟質黑色礦物。

石墨是一種高能量石，是魔杖的極好成分。通常被稱為“個人自由之石”，它被認為有助於幫助人們做出個人成長所需的生活改變。人們認為它可以提高寫作技巧並更好地理解數學方程式。它有助於激發認知思維技能，鼓勵用戶進行更深入的學習並改善溝通。