Чому коксові матеріали, такі як нафтовий кокс, можна перетворити на графіт і які умови необхідні для перетворення? Розуміння цієї проблеми є повчальним для освоєння процесу графітизації виробництва листів графіту.
Графіт — це кристалічний вуглець, тоді як звичайне вугілля — це аморфний вуглець - аморфний вуглець. Тут ми далі представляємо відмінності в мікроструктурі між ними.
Спостерігаючи за природним графітом за допомогою електронного мікроскопа, можна побачити, що графіт — це багато-шаруватий кристал із шестикутними кільцеподібними-пластами між атомами вуглецю. Між середніми шарами пластинчастого тіла цього кристала існує певний порядок розташування. Один кут шестикутного кільця у верхньому шарі пластинчастого тіла розташований у центрі шестикутного кільця сусіднього шару пластинчастого тіла. Перший шар повністю симетричний третьому шару, а другий шар повністю симетричний четвертому шару. Сусідні шари повністю симетричні один одному. Відстань становить 3,354 ангстрема (зверніть увагу, що ангстрем — це одиниця вимірювання довжини хвилі видимого світла, яка дорівнює одній стомільйонній 1 сантиметра, тобто A=10_8 сантиметрів). Відстань між двома сусідніми атомами вуглецю в кожній гексагональній кільцевій структурі листового тіла становить 1,42 ангстрема.
З хімічної точки зору вуглеці, які легко графітизуються, такі як нафтовий кокс і пековий кокс, є складними органічними полімерними сполуками з ароматичними вуглеводневими конденсованими кільцями як основною структурною одиницею. Через різні температури коксування молекулярні маси цих полімерних сполук також різні.
Вони мають спільні характеристики, тобто чим вища температура коксування, тим більша молекулярна маса, а полімерні сполуки з ароматичними вуглеводневими конденсованими циклами як основними структурними одиницями при формуванні макромолекул спочатку розвиваються в плоскому напрямку. При температурі прожарювання, хоча ця полімерна сполука з ароматичними вуглеводневими конденсованими кільцями як основною структурною одиницею продовжує зливатися в плоскому напрямку, молекулярна маса стає все більшою і більшою, а такі елементи, як водень, кисень і азот, поступово зменшуються.
Однак серед багатьох плоских макромолекул немає регулярного перекриття. Хоча деякі вже переходять у стан розташування, відстань між шарами плоских макромолекул велика, тому вони не виявляють фізичних властивостей природного графіту.