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电学特性
导电性：铅笔芯中的石墨具有良好的导电性。石墨内部的碳原子呈层状排列，层与层之间存在能够自由移动的电子，使得电流能够相对容易地通过。但相比于金属等良导体，铅笔芯的导电性较弱。利用这一特性，在一些简易电路实验、电子制作（如制作简易导电连接等）中，可以使用铅笔芯来充当电阻性导体，改变电路中的电阻大小，从而影响电流。
电阻特性：铅笔芯的电阻大小与其长度、横截面积以及石墨和黏土的比例有关。一般来说，长度越长，电阻越大；横截面积越大，电阻越小。同时，石墨含量越高，导电性越好，电阻越小；黏土含量越高，电阻越大。比如2B铅笔芯的电阻相对较小，6H铅笔芯由于黏土含量高，电阻相对较大。
热学特性
热传导性：石墨具有一定的热传导能力，但相较于金属材料，其热传导效率较低。在铅笔芯中，由于石墨和黏土混合，进一步降低了整体的热传导性能。这意味着在一般情况下，铅笔芯不会迅速地传递热量，在一些对热传导要求不高的场景中，不会因为局部温度变化而快速影响其他部分。
热稳定性：铅笔芯在常温下具有较好的热稳定性，能够承受一定范围的温度变化而不发生明显的物理或化学变化。但在高温环境下，石墨可能会与氧气发生反应被氧化，黏土也可能会发生一些结构和性质的改变。
力学特性
硬度：铅笔芯的硬度由石墨和黏土的比例决定。黏土含量越高，铅笔芯越硬；石墨含量越高，铅笔芯越软。例如，标号为6H的铅笔芯，黏土比例高，硬度较大，书写时留下的痕迹较浅；而2B铅笔芯，石墨比例高，硬度较小，书写时痕迹较深且容易涂抹。这种不同硬度的特性使得铅笔芯能满足绘画、书写等不同需求。
脆性：铅笔芯具有明显的脆性。当受到外力作用，如弯折、挤压时，容易断裂。这是因为其内部结构中，石墨层与层之间以及石墨和黏土的结合并非十分牢固，在受力超过一定限度时，就会沿着某些薄弱面发生断裂。
润滑性：由于石墨的层状结构，层与层之间的结合力较弱，容易发生相对滑动，使得铅笔芯具有一定的润滑性。在书写或绘画过程中，这种润滑性能够让铅笔芯在纸张表面较为顺畅地移动，减少摩擦阻力，从而获得较好的书写和绘画体验。
