概述
1、金剛石：是目前所知自然界中最硬的物）質，其晶體構造基本上為面心立方格子，每個碳原子都被周圍四個碳原子所圍繞，以共價鍵相連，強度高，莫氏硬度為10，所以通常用作切削、磨削和切割材料。
當金剛石中含有微量雜質時，有半導體的性能，可以做高溫整流器或固體微波器件等。天然金剛石又是貴重寶石(金剛鑽)。金剛石分為Ⅰ型、Ⅱ型和六方型三種。Ⅰ型的雜質含量較高，其中氮的含量在0.0025%～0.2%,絕大多數天然金剛石屬此型。
Ⅱ型是極純的金剛石，結晶完整，氮的含量少于0.001%，導熱性良好,具有半導體性能。天然金剛石中1%～2%屬此型。用特殊的人工方法（如超高壓高溫法）可以将非金剛石結構的碳轉化為金剛石，即人造金剛石。nnnn2、石墨：碳原子以四配位多面體組成網層，網層之間以分子鍵聯結，形成六方晶片。石墨是特殊的無機非金屬材料，兼有金屬和塑料的性能和其他一系列特性，在冶金、化工、電力和電子、機械、紡織和原子能等工業部門獲得廣泛應用。nnnn
石墨的用途與其性質密切關聯。①耐高溫、熱穩定性良好，在3600℃下也不熔化，因此用作冶金工業中坩埚、nn爐内的耐火材料等。
②有良好的導熱和導電性（比不鏽鋼高4倍）,導電系數随溫度升高而降低。用來制造電極、電刷、碳棒、換熱器、冷卻器等。
③化學穩定性好，能耐酸、堿和有機介質的侵蝕，普遍用以制造酸堿工業、石油化工、紡織、造紙等工業的換熱器、燃燒塔、反應槽、冷卻器、吸收塔、泵和加熱器等。
④潤滑性能與二硫化钼相近，耐磨，摩擦系數小于0.1,可在-200～2000℃和100m/s轉速下使用，用來制作密封圈和軸承時，不用加潤滑劑。
⑤可塑性好，能延展成透光、透氣的薄片。⑥有良好的中子減速性，用做原子反應堆中減速材料。此外，還用做固體燃料火箭中的噴嘴、航天設備的零件、隔熱和防射線材料。石墨最大的缺點是在高溫下易氧化，需要在保護氣氛下使用。nnnn石墨礦有晶質和隐晶質之分。晶質石墨礦有緻密結晶和鱗片結晶兩種，前者晶粒大于0.1mm,含碳量在60%～65%，甚至高達80%～90%，但可塑性、可浮選性差。鱗片結晶石墨礦的品位雖低（3%～5%或10%～25%），但性能好。隐晶質石墨又稱土狀石墨,含碳量可高達90%以上，但性能差。
世界上所産石墨半數為土狀。蘇聯是石墨礦儲量和産量最大的國家。中國石墨資源也較豐富，多半是鱗片和隐晶石墨。由于石墨礦品位不高,需經選礦和提純，常用的浮選法（石墨為疏水性）和重選法（石墨相對密度小，為1.9～2.3），可使成品中的含碳量達90%,有些制品還需采用化學提純,使含碳量提高到97%～99%或高溫提純至99.9%。
nnnn3、無定形碳：碳原子排列無序，或構成的晶粒過小。煤、天然氣、石油或其他有機物在1000℃左右碳化得到的無定形碳是多孔材料，其表面積很大。産品有炭黑、活性炭等。
發展方向
炭素材料和技術的推廣
（1）煤系針狀焦生産技術（提高單套裝置能力）；
（2）微孔炭塊、半石墨質炭磚生産技術；
（3）炭質中間相制備技術（100ｔ／ａ先進電源負極材料）；
（4）高功能電極生産技術（穩定接頭質量）；
（5）高溫氣冷堆專用炭及石墨材料；
（6）高強高密（細結構）炭材生産技術；
（7）熱解炭制備及應用技術；
炭素材料和技術研究
（1）超高功率石墨電極（φ500、600、700毫米）生産技術；包括優質針狀焦制備技術，優質瀝青浸漬劑和粘結劑制備技術，内串石墨化工藝及裝備開發和生産技術集成等。
（2）超微孔炭磚生産工藝，裝備技術；
（3）聚丙烯腈素炭纖維制備技術；
（4）包括原絲及炭化級纖維适應性評價，高強中模（σｂ≥5ＧＰａ、Ｅ≥250ＧＰａ）制備技術、石墨纖維（σｂ≥2．5ＧＰａ、Ｅ≥400ＧＰａ）制備技術；
（5）炭質中間相生産技術（＞500ｔ／ａ）；包括先進電池專用電極材料生産技術（電容量≥350ｍＡｈ／ｇ，能力＞300ｔ／ａ），自焙性炭質中間相生産技術（各向同性炭材的體積密度≥1．86ｇ／立方厘米、能力＞200ｔ／ａ）和生産技術集成等。
（6）全炭人工心瓣生産技術；包括超低溫沉積技術和加工裝配技術。
（7）低成本中間相瀝青炭纖維生産技術；包括低成本可紡中間相瀝青生産和熔紡技術。
（8）大尺寸高強高密（細結構）炭材生産技術；包括主要裝備配套及工藝穩定性。
炭素材料前沿材料和技術
（1）炭合金（功能、結構材料）制備技術；包括飛機制動炭－－炭系合金，炭－－陶瓷系抗氧化、抗輻照材料，特殊場合用炭－－金屬系抗疲勞材料和電觸頭材料。
（2）納米炭制備技術；炭母體形成超微米、納米空間控制技術，超微米、納米空間表征、功能評價及納米炭（管、球）的制備技術。
