石墨内部的碳原子呈层状排列，一个碳原子周围只有3个碳原子与其相连，碳与碳组成了六边形的环状，无限多的六边形组成了一层。层与层之间联系力非常弱，而层内三个碳原子联系很牢，因此受力后层间就很容易滑动，这就是石墨很软能写字的原因。

金刚石内部的碳原子呈“骨架”状三维空间排列，一个碳原子周围有4个碳原子相连，因此在三维空间形成了一个骨架状，这种结构在各个方向联系力均匀，联结力很强，因此使金刚石具有高硬度的特性。

石墨和金刚石的硬度差别如此之大，但人们还是希望能用人工合成方法来获取金刚石，因为自然界中石墨(碳)藏量是很丰富的。但是要使石墨中的碳变成金刚石那样排列的碳，不是那么容易的。十八世纪后期，人们就开始寻找合成的途径，直至本世纪中叶。1938年学者罗西尼通过热力学计算，奠定了合成金刚石的理论基础，算出要使石墨变成金刚石，至少要在15000个大气压、摄氏1500度的高温条件下才可以，到50-60年代建成了能达到上述条件的仪器装置。膨胀石墨目前主流的规格有50目、80目、100目，为什么要选择这些目数呢，因为目数高的石墨粉不容易膨胀，且膨胀倍数低。石墨在5-6万大气压((5-6)×103MPa)及摄氏1000至2000度高温下，再用金属铁、钴、镍等做催化剂，可使石墨转变成金刚石。

石墨制品加工： 这些基本的工艺过程包括：原料的预处理（预碎、煅烧或烘干）；原料的破碎、筛分分级；颗粒状与粉状原料的配料；加入粘结剂并与粘结剂混合；混合后糊料的成型；成型后半成品的焙烧（或称烧成）；2、导电材料：在电器工业上石墨可作电极、电刷、碳管以及显像管和真空管涂料。人造石墨制品的焙烧半成品的石墨化；为了提高产品密度和强度的浸溃作业；产品的机械加工等。 石墨制品加工的生产工艺过程，大部分为物理过程，少部分为热化学过程。糊类制品及一些炭制品生产流程较短，工艺技术还比较容易掌握。