Petrol kok gibi kok malzemeleri neden grafite dönüştürülebilir ve dönüşüm için hangi koşullar gereklidir? Bu sorunun anlaşılması, grafit levhaların grafitleştirme üretim sürecine hakim olmak için öğreticidir.
Grafit kristal karbondur, genel kömür ise amorf karbondur - amorf karbondur. Burada ikisi arasındaki mikro yapı farklılıklarını daha da tanıtıyoruz.
Doğal grafiti bir elektron mikroskobu ile gözlemleyerek, grafitin, karbon atomları arasındaki altıgen halka-şekilli tabakalardan oluşan çok-katmanlı lamine bir kristal olduğu görülebilir. Bu kristalin katmanlı gövdesinin orta katmanları arasında belli bir diziliş düzeni vardır. Lamel gövdenin üst katındaki altıgen halkanın bir köşesi, lamel gövdenin bitişik katındaki altıgen halkanın merkezinde yer almaktadır. Birinci katman üçüncü katmanla tamamen simetriktir, ikinci katman ise dördüncü katmanla tamamen simetriktir. Bitişik katmanlar birbirleriyle tamamen simetriktir. Mesafe 3,354 Angstromdur (Not: Angstrom, 1 santimetrenin yüz milyonda birine, yani A=10_8 santimetreye eşit olan görünür ışık dalgalarının dalga boyunu ölçen birimdir). Levha gövdesinin her bir altıgen halka yapısındaki iki bitişik karbon atomu arasındaki mesafe 1,42 Angstromdur.
Kimyasal açıdan bakıldığında, petrol kok ve zift kok gibi kolayca grafitleşebilen karbonlar, temel yapısal birim olarak aromatik hidrokarbon yoğunlaştırılmış halkalara sahip karmaşık organik polimer bileşiklerdir. Farklı koklaşma sıcaklıkları nedeniyle bu polimer bileşiklerinin moleküler ağırlıkları da farklıdır.
Ortak özelliklere sahiptirler; yani, koklaştırma sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, molekül ağırlığı da o kadar büyük olur ve temel yapısal birimler olarak aromatik hidrokarbonla yoğunlaştırılmış halkalara sahip polimer bileşikleri, makromolekülleri oluştururken ilk olarak düzlem yönünde gelişir. Kalsinasyon sıcaklığında, temel yapısal birim olarak aromatik hidrokarbon yoğunlaştırılmış halkalara sahip bu polimer bileşiği düzlem yönünde birleşmeye devam etse de, molekül ağırlığı gittikçe büyür ve hidrojen, oksijen ve nitrojen gibi elementler giderek azalır.
Ancak birçok düzlemsel makromolekül arasında düzenli bir örtüşen düzenleme yoktur. Bazıları halihazırda bir düzenlenme durumuna girmiş olsa da, düzlemsel makromoleküllerin katmanları arasındaki mesafe büyüktür, dolayısıyla doğal grafitin fiziksel özelliklerini sergilemezler.