Zašto se koksni materijali poput naftnog koksa mogu pretvoriti u grafit i koji su uvjeti potrebni za pretvorbu? Razumijevanje ovog problema je poučno za ovladavanje procesom grafitizacije proizvodnje grafitnih ploča.
Grafit je kristalni ugljik, dok je obični ugljen amorfni ugljik - amorfni ugljik. Ovdje dalje predstavljamo razlike u mikrostrukturi između ta dva.
Promatranjem prirodnog grafita elektronskim mikroskopom može se vidjeti da je grafit više-slojeviti laminirani kristal heksagonalnih prstena-pločica između ugljikovih atoma. Između srednjih slojeva lamelarnog tijela ovog kristala postoji određeni poredak. Jedan ugao šesterokutnog prstena u gornjem sloju lamelarnog tijela nalazi se u središtu šesterokutnog prstena susjednog sloja lamelarnog tijela. Prvi sloj je potpuno simetričan s trećim slojem, a drugi sloj je potpuno simetričan s četvrtim slojem. Susjedni slojevi međusobno su potpuno simetrični. Udaljenost je 3,354 Angstroma (Napomena: Angstrom je jedinica za mjerenje valne duljine valova vidljive svjetlosti, koja je jednaka stomilijuntom dijelu 1 centimetra, odnosno A=10_8 centimetara). Udaljenost između dva susjedna atoma ugljika u svakoj heksagonalnoj prstenastoj strukturi pločastog tijela je 1,42 Angstroma.
S kemijskog gledišta, ugljici koji se lako mogu grafitizirati kao što su naftni koks i smolni koks složeni su organski polimerni spojevi s aromatskim ugljikovodičnim kondenziranim prstenovima kao osnovnom strukturnom jedinicom. Zbog različitih temperatura koksiranja, različite su i molekulske mase ovih polimernih spojeva.
Imaju zajedničke značajke, odnosno što je viša temperatura koksiranja to je veća molekulska masa, a polimerni spojevi s aromatskim ugljikovodičnim kondenziranim prstenovima kao osnovnim strukturnim jedinicama razvijaju se najprije u ravninskom smjeru pri formiranju makromolekula. Na temperaturi kalcinacije, iako se ovaj polimerni spoj s kondenziranim prstenovima aromatskih ugljikovodika kao osnovnom strukturnom jedinicom nastavlja spajati u ravninskom smjeru, molekularna težina postaje sve veća i veća, a elementi poput vodika, kisika i dušika postupno se smanjuju.
Međutim, ne postoji pravilan preklapajući raspored među mnogim ravnim makromolekulama. Iako neki već ulaze u stanje rasporeda, udaljenost između slojeva ravnih makromolekula je velika, pa ne pokazuju fizikalna svojstva prirodnog grafita.