石墨的主要成分为碳，碳本身是不活泼的一种元素。在常温下碳的活动性是比铜要小的，所以无法与氧化铜发生置换反应。但是由于碳还原氧化铜的反应条件是高温，在高温下碳的活动性大大增加，此时碳的活动性已经比铜要更强了，所以碳就会和氧化铜发生置换反应，置换出铜，即还原氧化铜：
     主要反应：
     C+2CuO =高温= 2Cu+CO2↑（置换反应）
     副反应：
     C +CuO =高温= Cu + CO↑（炭过量）
     

原理：

     石墨棒的成分就是单质碳。单质碳是具有还原性的非金属，类似的还有一氧化碳、氢气。该处发生的是氧化还原反应，还原剂就是石墨棒。氧化铜由黑色变为单质铜红色。

     石墨棒为非金属制品，作为碳弧气刨切割工艺中的一种必备的焊接前的切割耗材，是由碳、石墨加上适当的粘合剂，通过挤压成形，经2200℃焙烤旋段后镀一层铜而制成，耐高温，导电性良好，不易断裂，适用于将金属切割成符合要求的形状。
     氧化铜（CuO）是一种铜的黑色氧化物，略显两性，稍有吸湿性。相对分子质量为79.545，密度为6.3～6.9 g/cm3，熔点1326℃。不溶于水和乙醇，溶于酸、氯化铵及氰化钾溶液，氨溶液中缓慢溶解，能与强碱反应。氧化铜主要用于制人造丝、陶瓷、釉及搪瓷、电池、石油脱硫剂、杀虫剂，也供制氢、催化剂、绿色玻璃等用。