自然界中存在的单质碳(或称纯碳)数量非常少，只有三种同素异构体，即金刚石、石墨和炔炭(亦称线型碳)。自然界中无烟煤是最近接纯碳的物质，其含碳量为90~95%。在人类发展进程中，还逐渐生产和利用了木炭，炭黑和焦炭，它们也可属于广义的“炭素”物质，但它们与上述三种碳的同素异构体不同，并不具有明确的组成和结构，属于无定形炭。
     石墨材料具有哪些特性？
石墨材料主要由多晶石墨构成，石墨是一种碳原子之间呈六角环形平面网格的多层叠合晶体。虽然石墨属于无机非金属材札但因它具有良好的热、电传导性而被称为半金属。石墨具有比某些金属还要高的热、电传导性，同时具有远比金属为低的热膨胀系数、很高的熔点和化学稳定性，这就使它在工程应用中具有重要的价值。石墨在非氧化性介质中是化学惰性的，具有很好的耐腐蚀性，除强酸和强氧化性介质外，石墨不受其他酸、碱、盐的腐蚀，不与任何有机化合物起反应。石墨又是一种耐高温材料，在高温下石墨不会熔化，只是在常压下于3350℃开始升华变成气体。一般材料在高温下强度逐浙降低，而石墨在2000℃以上其强度反而较常温强度增大一倍。石是还具有良好的抗热震性能。
     石墨具有很好的自润滑性能，可以在忌油的场合作为抗磨润滑材料使用。石墨对高能中子的俘获截面小，而散射截面大，具有良好的中子减速性能，对中子辐射破坏的抵抗力强，可作为核反应堆中的减速材料和结构砌体。