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石墨晶體在層面方向是由碳原子組成的向四面擴展的六角網格層狀大結構，碳原子與碳原子之間的結合鍵是共價鍵疊加金屬鍵的2p，自由電子的存在，所以石墨在層面方向有良好的導電性，但是石墨晶體在層與層之間（垂直于層面方向）的導電能力差得多。
石墨的導電能力隨著溫度變化而有所變動，也隨著晶格的完善程度而增加，常把石墨晶體看成是和金屬類似的導電材料禁帶（導帶與價帶之能量間隙）很小，受熱激發跳躍到導帶上去的電子數目遵循波爾茲曼定律，隨溫度升高而增多，因此石墨的導電似乎應該隨溫度上升而增加。
在常溫時晶格中原子在平衡點附近的振幅很小，當升高溫度時振幅加大，每個原子移動的距離可增加到偏離正常位置的10%。晶格受熱使電子的流動受阻礙，電阻增加，也就是晶體材料的電阻隨溫度上升而增加。所以，不同品種的炭石墨材料的電阻率及電阻溫度系數是個變量。在一定溫度下，許多炭石墨材料的導電性是電子的熱激發與晶格熱運動兩種作用的綜合結果。如果在某一溫度范圍內，比電阻隨溫度上升而增加，說明晶格的熱運動阻礙電子的移動。如果在另一個溫度范圍內，電阻率隨溫度上升而下降，說明在該溫度范圍內電子的熱激發使材料的導電率增加。
石墨的晶格越完善，晶格缺陷越少，三維排列的層間距離也相應縮小，所以阻礙電子流動的因素減弱，石墨的導電能力相應提高。
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