石墨的主要成分為碳，碳本身是不活潑的一種元素。在常溫下碳的活動性是比銅要小的，所以無法與氧化銅發生置換反應。但是由于碳還原氧化銅的反應條件是高溫，在高溫下碳的活動性大大增加，此時碳的活動性已經比銅要更強了，所以碳就會和氧化銅發生置換反應，置換出銅，即還原氧化銅：
     主要反應：
     C+2CuO =高溫= 2Cu+CO2↑（置換反應）
     副反應：
     C +CuO =高溫= Cu + CO↑（炭過量）
     

原理：

     石墨棒的成分就是單質碳。單質碳是具有還原性的非金屬，類似的還有一氧化碳、氫氣。該處發生的是氧化還原反應，還原劑就是石墨棒。氧化銅由黑色變為單質銅紅色。

     石墨棒為非金屬制品，作為碳弧氣刨切割工藝中的一種必備的焊接前的切割耗材，是由碳、石墨加上適當的粘合劑，通過擠壓成形，經2200℃焙烤旋段后鍍一層銅而制成，耐高溫，導電性良好，不易斷裂，適用于將金屬切割成符合要求的形狀。
     氧化銅（CuO）是一種銅的黑色氧化物，略顯兩性，稍有吸濕性。相對分子質量為79.545，密度為6.3～6.9 g/cm3，熔點1326℃。不溶于水和乙醇，溶于酸、氯化銨及氰化鉀溶液，氨溶液中緩慢溶解，能與強堿反應。氧化銅主要用于制人造絲、陶瓷、釉及搪瓷、電池、石油脫硫劑、殺蟲劑，也供制氫、催化劑、綠色玻璃等用。