碳的存在形式多種多樣。有鉆石、石墨等結晶元素碳。有煤等非晶碳。具有動植物等復雜有機化合物的碳酸鹽(大理石等)。單質碳的物理和化學性質取決于其晶體結構。高硬度金剛石和柔軟光滑石墨的晶體結構在外觀、密度、熔點等方面不同。

石墨與金剛石、碳60、碳納米管等都是碳元素的單質，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℃，即使經溫電弧灼燒，重量的損失很小，熱膨脹系數也很小。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：石墨的導電性比普通非金屬礦高100倍。導熱系數超過鋼、鐵、鉛等金屬材料。導熱系數隨著溫度的升高而降低。甚至在的溫度下，石墨也會變成絕熱體。石墨之所以能導電，是因為石墨中的每個碳原子只與其他碳原子形成3個共價鍵，每個碳原子仍然留下1個自由電子傳輸電荷。
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，摩擦系數越小，潤滑性能越好。
4）化學穩定性：石墨在常溫下有良好的化學穩定性，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，不會產生裂紋。

1、作耐火材料：石墨及其制品具有耐高溫、高強度的性質，在冶金工業中主要用來制造石墨坩堝，在煉鋼中常用石墨作鋼錠之保護劑，冶金爐的內襯。
2、作導電材料：在電氣工業上用作制造電極、電刷、碳棒、碳管、水銀正流器的正極，石墨墊圈、電話零件，電視機顯像管的涂層等。

鑄造、沖砂、沖模和高溫冶金材料:石墨熱膨脹系數小，能耐受淬火熱的變化，可用作玻璃器皿模具。 使用石墨，黑色金屬鑄件大小準確，表面光潔度高，不加工、稍加加工就可以使用，節約大量金屬。 生產硬質合金等粉末冶金技術，一般用石墨材料制作模具和燒結用陶瓷船。 晶體生長、區域精煉容器、支撐夾具、感應加熱器等。 用高純度石墨制成。 另外，石墨真空溶解石墨隔熱板和基體，可用作高溫電阻爐、棒、板、格子等部件。

石墨電極生產的主要原料為石油焦，普通功率石墨電極中可添加少量瀝青焦炭，石油焦和瀝青焦炭的硫含量均不得超過0.5%。 制造高功率或功率石墨電極時，需要增加針狀的焦點。 陽極生產鋁的主要原料是石油的焦點，硫含量控制在1.5% ~ 2%以下，石油和瀝青符合國家相關質量標準。

石墨電極注意事項
1、受潮濕的石墨電極，使用前要烘干。
2、去除備用石墨電極孔上的泡沫塑料保護帽，檢查電極孔內螺紋是否完整。
3、用不含油和水的壓縮空氣清理備用石墨電極表面和孔內螺紋；避免用鋼絲團或金屬刷砂布清理。
4、將接頭小心地旋入備用石墨電極一端（不建議將接頭直接裝入爐上撤換下來的電極）的電極孔內，不得碰撞螺紋。
5、將電極吊具（建議采用石墨材質的吊具）擰入備用電極另一端的電極孔內。
6、起吊電極時，墊松軟物到備用電極裝接頭一端的下面，以防止地面碰損接頭；用吊鉤伸入吊具的吊環后吊起，吊運電極要平穩，防止電極由B端松脫或與其它的固定裝置碰撞。
7、將備用電極吊在被接合電極上，配合電極孔慢慢落下； 旋轉備用電極，使螺旋鉤與電極一起旋轉下降； 兩電極端面相距10-20mm后，再次用壓縮空氣清掃電極的兩端面和接頭部分； 之后完全放下電極時，請勿猛力觸碰。 如果用力碰的話，會損傷電極孔和接頭的螺紋。
8、用力矩扳手擰備用電極，直到兩支電極的端面緊密接觸為止（電極和接頭的正確連接夾縫小于0.05mm）。