炭素材料焙烧是将生胚在约1000℃下热处理，使黏结剂炭化为焦的过程。在隔绝空气的焙烧炉内，黏结剂经历焦化反应，在炭骨料表面形成胶膜，连接炭粉颗粒成整体，增强机械强度和理化性能。这是炭化中的关键过程，控制炭化反应可得高强度黏结剂焦。焙烧后，生胚体积收缩、强度提升，体积密度略降，但热导率和电导率显著提高。
炭素材料焙烧的目的：
1.获得黏结焦，使分散的炭颗粒能成为有机的整体，也就是使黏结剂完成炭化过程。
2.使制品结构趋于更加均匀，且无内外裂纹、空洞与气孔等缺陷。
3.使制品具有一定的几何尺寸、形状和机械强度及性能。焙烧制品的机械强度和性能取决于焙烧时黏结剂转变成黏结剂焦炭的数量，而机械性能与焦化值有直接关系。
炭素材料焙烧过程的主要阶段：
1.预热阶段：室温至明火温度约350℃，制品温度在20CTC左右，在此阶段中主要是黏结剂软化。制品在此阶段中处于塑性状态，体积略有膨胀，这时，由于制品体内的温差和压力差，黏结剂产生迁移，液态的黏结剂缓慢地扩散、流动、重新分布，但还没有发生明显的化学和物理化学变化，主要排出吸附水。
2.成焦阶段：在350℃至800℃明火温度下进行，制品温度范围为200℃至700℃。低于300℃时，毛坯排出水分、气体并部分脱氢缩聚。300℃以上是关键阶段，黏结剂经历复杂反应形成中间相和前驱体。400℃时制品开始结焦但强度低，500℃左右基本结构形成，500℃至550℃形成半焦，600℃至650℃前排出大部分挥发物，700℃至750℃形成焦炭。此阶段需均匀缓慢升温以避免裂纹，同时挥发分分解产生的固体碳提高产焦率和制品强度。主要特点是官能团聚合分解，排出气体中氢含量增加。。
3.排除外围异类原子阶段：明火温度800〜1KKTC,制品温度700〜100(TC之间。在此阶段中，黏结焦中形成大型的芳香族平面分子，平面分子的外围异类原子及原子基团发生断裂被排除，随着温度的升高，平面分子发生重排现象。900℃以上边缘氢原子逐渐断裂与排除，同时黏结剂焦进一步收缩及致密化，这时，化学过程逐渐减弱，内外收缩逐渐减少，而真密度、强度、导电性都增加。在高温烧结阶段，升温速率可以提高一些，在达到最高温度后，还要保温15〜20h。
4.冷却阶段：冷却时，降温速率可以比升温速率稍快些，但由于制品热导率的限制，制品内部降温速率小于表面的降温速率，从而从制品中心到表面形成大小不同的温度梯度及热应力梯度。若热应力过大，会引起内外收缩不均匀而产生裂纹，所以降温也要有控制地进行。