Mengapa bahan kokas seperti kokas minyak bumi dapat diubah menjadi grafit, dan kondisi apa yang diperlukan untuk konversi tersebut? Memahami masalah ini bermanfaat untuk menguasai proses produksi grafitisasi lembaran grafit.
Grafit adalah karbon kristal, sedangkan batubara pada umumnya adalah karbon amorf - karbon amorf. Di sini kami memperkenalkan lebih lanjut perbedaan struktur mikro antara keduanya.
Dapat dilihat dengan mengamati grafit alam dengan mikroskop elektron bahwa grafit adalah-kristal berlapis-lapis berupa lembaran berbentuk cincin heksagonal-di antara atom karbon. Ada tatanan susunan tertentu antara lapisan tengah badan pipih kristal ini. Salah satu sudut cincin heksagonal pada lapisan atas badan pipih terletak di tengah cincin heksagonal pada lapisan badan pipih yang berdekatan. Lapisan pertama simetris sempurna dengan lapisan ketiga, dan lapisan kedua simetris sempurna dengan lapisan keempat. Lapisan yang berdekatan benar-benar simetris satu sama lain. Jaraknya adalah 3,354 Angstrom (Catatan Angstrom adalah satuan untuk mengukur panjang gelombang gelombang cahaya tampak, yang sama dengan seperseratus juta dari 1 sentimeter, yaitu A=10_8 sentimeter). Jarak antara dua atom karbon yang berdekatan pada setiap struktur cincin heksagonal badan lembaran adalah 1,42 Angstrom.
Dari sudut pandang kimia, karbon yang mudah digrafitkan seperti kokas minyak bumi dan kokas pitch adalah senyawa polimer organik kompleks dengan cincin terkondensasi hidrokarbon aromatik sebagai unit struktural dasarnya. Karena suhu kokas yang berbeda, berat molekul senyawa polimer ini juga berbeda.
Mereka memiliki ciri-ciri yang sama, yaitu semakin tinggi suhu kokas, semakin besar berat molekulnya, dan senyawa polimer dengan cincin terkondensasi hidrokarbon aromatik sebagai unit struktur dasar pertama kali berkembang ke arah bidang ketika membentuk makromolekul. Pada suhu kalsinasi, meskipun senyawa polimer dengan cincin terkondensasi hidrokarbon aromatik sebagai unit struktur dasarnya terus bergabung dalam arah bidang, berat molekul menjadi semakin besar, dan unsur-unsur seperti hidrogen, oksigen, dan nitrogen secara bertahap berkurang.
Namun, tidak ada susunan tumpang tindih yang teratur di antara banyak makromolekul planar. Walaupun ada pula yang sudah memasuki keadaan tersusun, namun jarak antar lapisan makromolekul planar cukup besar, sehingga tidak menunjukkan sifat fisik grafit alam.