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碳有各种形式，包括晶体元素碳，如金刚石和石墨；无定形碳，例如煤；有动植物等复杂的有机化合物；如碳酸盐、大理石等。碳的物理和化学性质取决于它的晶体结构。高硬度的金刚石和软而油腻的石墨有不同的晶体结构，各有各的外观、密度、熔点等。

石墨与金刚石、碳60、碳纳米管等都是碳元素的单质，它们互为同素异形体。
1） 耐高温性：石墨的熔点为3850±50℃，沸点为4250℃，即使经温电弧灼烧，重量的损失很小，热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强，在2000℃时，石墨强度提高一倍。
2） 导电、导热性：石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低，甚至在的温度下，石墨成绝热体。石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。
3）润滑性：石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小，鳞片越大，摩擦系数越小，润滑性能越好。
4）化学稳定性：石墨在常温下有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。
5）可塑性：石墨的韧性好，可碾成很薄的薄片。
6）抗热震性：石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏，温度突变时，石墨的体积变化不大，不会产生裂纹。

石墨的工艺特性主要取决于它的结晶形态。不同晶型的石墨矿物具有不同的工业价值和用途。工业上，天然石墨根据不同的晶体形态可分为三类。

作耐磨润滑材料：石墨在机械工业中常作为润滑剂。润滑油往往不能在高速、高温、高压的条件下使用，而石墨耐磨材料可以在200~2000 ℃温度中在很高的滑动速度下，不用润滑油工作。许多输送腐蚀介质的设备，广泛采用石墨材料制成活塞杯，密封圈和轴承，它们运转时勿需加入润滑油。石墨乳也是许多金属加工(拔丝、拉管)时的良好的润滑剂。
石墨电极主要以石油焦、针状焦为原料，以煤沥青为粘结剂，经焙烧、配料、混炼、压制、焙烧、石墨化、机械加工制成，是电弧炉中以电弧形式释放电能加热熔化炉料的导体。
随着高科技的发展，石墨材料的制备技术不断完善，满足不同电火花加工需求的石墨材料层出不穷，市场上诞生了石墨高速铣削机床，数控电火花加工机床的石墨放电性能也全面提高。
石墨电有能够耐受大电流条件的特性，另外，在适当的粗加工设定条件下，含碳元素的钢工件加工时产生的腐蚀物和在工作液的高温下产生的分解物中的碳粒子，由于极性效应的作用，一部分腐蚀物、碳粒子附着在电极表面而形成保护层，粗加工中的石墨电极的损失极小。
电火花加工中的主要电极消耗量来源于粗加工，精加工的设定条件是消耗率高，但零件的预约加工余量少则加工蚀刻去除量少，其整体消耗量也少。 一般来说，石墨电极在大电流粗加工中损失比铜电极少，在精加工中损失可能比铜电极稍大，两者的电极损失相等。
石墨材料密度比铜小，相同体积的石墨电极的重量只有铜电极的1/5。 体积大的电极使用石墨材料非常合适，大大减轻了电火花加工机床主轴的负荷，避免了由于重量大导致电极安装不方便、加工过程中出现偏航位移等问题，表明在大型模具加工中使用石墨电极是有意义的。