Per què els materials de coc com el coc de petroli es poden convertir en grafit i quines condicions es requereixen per a la seva conversió? Entendre aquest problema és instructiu per dominar el procés de producció de grafitització de làmines de grafit.
El grafit és carboni cristal·lí, mentre que el carbó general és carboni amorf - carboni amorf. Aquí introduïm encara més les diferències de microestructura entre ambdues.
Es pot veure observant el grafit natural amb un microscopi electrònic que el grafit és un cristall laminat de diverses capes-de làmines en forma d'anell-hexagonal entre àtoms de carboni. Hi ha un cert ordre de disposició entre les capes mitjanes del cos lamel·lar d'aquest cristall. Una cantonada de l'anell hexagonal de la capa superior del cos lamel·lar es troba al centre de l'anell hexagonal de la capa adjacent del cos lamel·lar. La primera capa és completament simètrica amb la tercera capa, i la segona capa és completament simètrica amb la quarta capa. Les capes adjacents són completament simètriques entre elles. La distància és de 3,354 Angstroms (Nota Angstrom és la unitat de mesura de la longitud d'ona de les ones de llum visible, que és igual a cent milionèsimes d'1 centímetre, és a dir, A=10_8 centímetres). La distància entre dos àtoms de carboni adjacents a cada estructura d'anell hexagonal del cos de la làmina és d'1,42 Angstroms.
Des del punt de vista químic, els carbonis fàcilment grafititzables com el coc de petroli i el coc de breu són compostos de polímers orgànics complexos amb anells condensats d'hidrocarburs aromàtics com a unitat estructural bàsica. A causa de les diferents temperatures de coquització, els pesos moleculars d'aquests compostos polimèrics també són diferents.
Tenen característiques comunes, és a dir, com més alta és la temperatura de coquització, més gran és el pes molecular, i els compostos polimèrics amb anells condensats d'hidrocarburs aromàtics ja que les unitats estructurals bàsiques es desenvolupen primer en direcció plana en formar macromolècules. A la temperatura de calcinació, tot i que aquest compost polímer amb anells condensats d'hidrocarburs aromàtics com a unitat estructural bàsica continua fusionant-se en la direcció plana, el pes molecular es fa cada cop més gran i elements com l'hidrogen, l'oxigen i el nitrogen disminueixen gradualment.
Tanmateix, no hi ha cap disposició regular superposada entre moltes macromolècules planars. Tot i que alguns ja estan entrant en un estat d'arranjament, la distància entre les capes de macromolècules planars és gran, de manera que no presenten les propietats físiques del grafit natural.