天然石墨是该类碳刷的主要原材料黏结剂采用沥青或树脂，经过烘焙或1000度烧结而成。这类电机有良好的润滑性能和集流性能。多数用于运行平稳的中小型直流电机和高速汽轮发电机集电环。
电机运行时所产生火花的形态，通常分为点状火花（很微弱且不连续）；粒状火花（较点状火花大，亮度也较点状火花强）；火球状火花（在碳刷滑出边上停留或浮动的红色或白色的明亮球状火花）；火舌状火花（在碳刷滑出时，火花拖长，有短火苗，一般为红色）；爆鸣状火花（火花明亮，有较大的放电声响）；飞溅状火花（火舌拖出较长，有火星飞越现象）；环火状火花（碳刷滑出边火花拖长并附在换向器表面形成环火，严重时形成正负刷架间的弧光短路）。
为了使电刷与换向器接触良好，新电刷应该进行磨弧度，磨弧度一般在电机上进行。在电刷与换向器之间放置一件细玻璃砂纸，在正常的弹簧压力下，沿电机旋转方向研磨电刷，砂纸应该尽量粘紧换向器，直至电刷弧面吻合，然后取下砂纸，用压缩空气吹净粉尘，再用软布擦拭干净。研磨电刷不宜采用金刚砂纸，以防金刚砂颗粒嵌入换向器槽内，在电机运行时，擦伤电刷和换向器表面。磨弧后，电机先20-30%以负荷运转数小时，使电刷和换向器磨合，并建立均匀的氧化薄膜。再逐步提高电流至额定负荷。
为保障电机的正常运行，正确选择电刷型号是十分重要的，由于制造电刷时所选用的原材料和工艺不同，其技术性能也有差异。因此在选择电刷时，应该综合考虑电刷的性能和电机对电刷的要求。电刷使用性能良好标志应该为：电刷的使用寿命长，并不磨损换向器或集电环；电刷具有良好的换向和集流性能，使火花抑制在允许的范围内，并且能量损耗小；电刷运行时，不过热，噪音小，装配可靠，不破损。
更换注意 （1） 严禁两人同时工作； （2） 工作时将衣服和袖口扣好，以免被转动部分绞伤； （3） 工作时站在绝缘垫上； （4） 严禁同时触摸两极或一极对地； （5） 同一机组应使用同一型号碳刷；来源困难，可使用不同型号的碳刷（同仍然同一型号），但是事先征的领导同意； （6） 在碳刷上部低于刷握或与刷握一样平时应立即更换。
对于个别换向特别困难的大中型电机，可选择采用分辫电刷。目的是以增加电刷内短路电流的方式来改善换向性能。对于单向旋转换向困难的电机，可选择采用组合电刷。即滑入边选择使用润滑性能好、成膜能力强的低电阻值石墨基电化石墨电刷，滑出边选择使用换向性能好的高电阻率的炭黑基电化石墨电刷。这样既易形成氧化膜，又对换向性能起到的改善作用。在滑出边也可采用碳纤维复合电刷，利用其灭弧能力强的特点，从而使电机的运行取得佳效果。
从使用来看，电刷使用性能良好的标志主要有以下几种情况： （1）使用寿命长并不磨损换向器或集电环。 （2）具有良好的换向和集流性能，使火花抑制在允许的范围内，并且能量损耗小。 （3）电刷运行时，不过热，噪音小，不破损。 （4）运行过程中，能够在换向器或集电环表面较快地形成一层均匀、适度和稳定的氧化薄膜。
施于同一台电机各碳刷的单位压力应力求均匀，以免电流分配不均，导致个别碳刷产生过热和火花。碳刷的单位压力应按“碳刷技术性能表”来选择，对于转速较高的电机或在振动条件下工作的电机，应适当提高单位压力，一正常工作。
碳刷装入刷握内要能够上下自由移动，碳刷与刷握内壁的间隙在0.1-0.3毫米之间，以避免碳刷和刷握之中因间隙过大产生摆动。刷握下边缘距整流子表面的距离应该保持在2毫米左右。