碳有鉆石、石墨、其他晶體元素碳等多種形式。有煤等非晶碳。碳酸鹽中含有動物、植物、大理石等復雜的有機化合物。碳的物理和化學特性取決于晶體結(jié)構(gòu)。高硬度金剛石和軟美石墨的晶體結(jié)構(gòu)在外觀密度熔點等方面有所不同。

石墨與金剛石、碳60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)，它們互為同素異形體。
1） 耐高溫性：石墨的熔點為3850±50℃，沸點為4250℃，即使經(jīng)溫電弧灼燒，重量的損失很小，熱膨脹系數(shù)也很小。石墨強度隨溫度提高而加強，在2000℃時，石墨強度提高一倍。
2） 導電、導熱性：石墨的導電性比一般非金屬礦高一百倍。導熱性超過鋼、鐵、鉛等金屬材料。導熱系數(shù)隨溫度升高而降低，甚至在的溫度下，石墨成絕熱體。石墨能夠?qū)щ娛且驗槭忻總€碳原子與其他碳原子只形成3個共價鍵,每個碳原子仍然保留1個自由電子來傳輸電荷。
3）潤滑性：石墨的潤滑性能取決于石墨鱗片的大小，鱗片越大，摩擦系數(shù)越小，潤滑性能越好。
4）化學穩(wěn)定性：石墨在常溫下有良好的化學穩(wěn)定性，能耐酸、耐堿和耐有機溶劑的腐蝕。
5）可塑性：石墨的韌性好，可碾成很薄的薄片。
6）抗熱震性：石墨在常溫下使用時能經(jīng)受住溫度的劇烈變化而不致破壞，溫度突變時，石墨的體積變化不大，不會產(chǎn)生裂紋。

石墨電極主要以石油焦、針狀焦為原料，以煤瀝青為粘結(jié)劑，經(jīng)焙燒、配料、混煉、壓制、焙燒、石墨化、機械加工制成，是電弧爐中以電弧形式釋放電能加熱熔化爐料的導體。

石墨電有能夠耐受大電流條件的特性，另外，在適當?shù)拇旨庸ぴO定條件下，含碳元素的鋼工件的加工時產(chǎn)生的腐蝕物和在工作液的高溫下產(chǎn)生的分解物中的碳粒子，由于極性效果，一部分腐蝕物、碳粒子附著在電極表面而形成保護層，粗加工中的石墨電極的損失極小。

石墨材料的熱膨脹系數(shù)小，銅材料的熱膨脹系數(shù)是石墨材料的4倍，因此在放電加工中石墨電極與銅電極相比難以變形，能夠得到更穩(wěn)定可靠的加工精度。 特別是在加工深而窄筋的部位的情況下，如果局部變高，則銅電極容易產(chǎn)生彎曲變形，但石墨電極不會這樣； 對于長寬比大的銅電極，在加工設定時需要通過修正一定的熱膨脹值來修正尺寸，但不需要石墨電極。

石墨電極優(yōu)點
(1)模具幾何形狀的日益復雜化以及產(chǎn)品應用的多元化導致對火花機的放電度要求越來越高。石墨電極的優(yōu)點是加工較容易，放電加工去除率高，石墨損耗小，因此，部分群基火花機客戶放棄了銅電極而改用石墨電極。另外，有些特殊形狀的電極無法用銅制造，但石墨則較容易成型，而且銅電極較重，不適合加工大電極，這些因素都造成部分群基火花機客戶應用石墨電極。 (2)石墨電極容易加工，且加工速度明顯快于銅電極。 例如，銑削工藝加工石墨時，其加工速度比其他金屬加工快2~3倍，而且不需要額外的人工處理，但銅電極人工壓傷。 同樣，如果使用高速石墨加工中心制造電極，速度快，，也不會產(chǎn)生粉塵問題。 在這些加工過程中，選擇合適硬度的刀具和石墨，可以減少刀具磨損和銅電極破損。 石墨電極和銅電極銑削時間具體比較，石墨電極比銅電極快67%，一般電火花加工中采用石墨電極的加工比采用銅電極的加工快58%。 這樣可以大幅縮短加工時間，同時也降低了制造成本。
(3)石墨電極與以往的銅電極的設計不同。 許多模具廠對銅電極的粗加工和精加工通常有不同的預留量，而石墨電極使用基本相同的預留量，減少了CAD/CAM和機加工的次數(shù)。 只有這個理由，才能大幅度提高模具型腔的精度。
石墨電極生產(chǎn)特點
(1)生產(chǎn)周期長。普通功率石墨電極的生產(chǎn)周期為45天左右，功率石墨電極的生產(chǎn)周期達70天以上，而需要多次浸漬的石墨電極接頭生產(chǎn)周期更長。
(2)能源消耗較高。生產(chǎn)1t普通功率石墨電極需要消耗電能6000kW·h左右，煤氣或天然氣數(shù)千立方米，冶金焦粒和冶金焦粉約1t。
(3)生產(chǎn)工序很多。 生產(chǎn)工藝包括原料焙燒、粉碎、配料、混煉、成型、焙燒、浸漬、石墨化、機械加工等。 其生產(chǎn)需要大量的機械設備和特殊結(jié)構(gòu)的窯爐，建設投資大，投資回收期長。
石墨電極的分類：
普通功率石墨電極
　　允許使用電流密度低于 17A/厘米2的石墨電極，主要用于煉鋼、煉硅、煉黃磷等的普通功率電爐。
石墨電極的運輸和貯存：
　　1、吊運或倒運電極時，要小心操作，防止由于電極傾斜造成滑落，打壞電極。
　　2、為電極端面和電極螺紋的良好，請不要直接用鐵鉤鉤掛電極兩端孔吊運電極。
　　3、裝卸接頭箱子時，要輕拿輕放，以防磕碰接頭，造成螺紋損傷。
　　4、請不要把電極和接頭直接堆放在地面上，要放在木方或鐵架上，要防止電極碰損或粘上泥土，暫時不用的電極和接頭，不要把包裝物去掉，要防止灰塵、雜物落到螺紋上或電極孔內(nèi)。
　　5、電極在庫房內(nèi)貯存要擺放整齊，電極垛兩側(cè)要墊好，以防滑垛。電極的堆放高度一般不超過2米。
　　6、存放的電極要注意防雨、防潮。受潮濕的電極，使用前要烘干，以免煉鋼時電極產(chǎn)生裂紋和增加氧化。
　　7、存放電極接頭不要靠近高溫處，以防溫度過高使接頭栓熔化。