碳的同素異構體，是已知的最硬物質，莫氏硬度10，維氏硬度一般為HV98000兆帕，硬度有各向異性。金剛石有天然的和人造的，人造金剛石常作磨料和其他工具材料用。金剛石晶體屬等軸晶系，原子晶格為面心立方格子，原子間距1.54×10-10米(1.54
)，理論密度3.515克／厘米
3。金剛石因雜質氮的存在形式不同，按其光學性質和其他性質分成Ⅰ型和Ⅱ型兩類。Ⅰ型金剛石包含氮，理想的Ⅱ型金剛石不含氮。這兩類金剛石又可分為a與b兩個亞類型。I
a型金剛石含有較多的雜質氮，大約有98％的天然金剛石屬於這一類型。I
b型金剛石也含有氮，但量少，且以分散的順磁方式存在，大部分人造金剛石都是
I
b型的。Ⅱ型金剛石是所謂特殊類型的金剛石，Ⅱ
a型金剛石的特點是導熱性特別好。天然金剛石中大約有2％屬於這一類型。Ⅱ
b型金剛石的特點是具有半導體性能，是用於電子工業的一種重要材料，而Ⅰ型和Ⅱ
a型都是絕緣體。天然金剛石經琢磨加工後，在光的照射下反射出七色虹霞，美麗奪目，作裝飾品用。金剛石由於硬度高、耐磨、化學穩定性好等特性，在采礦、機械加工、電子、玻璃和建築等工業部門中廣泛采用。顆粒小的金剛石大多用作刀具材料，特別適於加工
硬質合金等硬脆材料。
簡史 早於公元前8世紀，在印度就發現瞭金剛石。但世界上金剛石資源少，開采不易，價格昂貴，長期以來，限制瞭它在工業上的應用。1797年，英國人S.坦南特通過實驗，得出瞭金剛石是純碳的結論，啟示人們探討其人工制法。經過100多年的努力，終於在20世紀50年代在美國和瑞典相繼試驗成功，並投入工業生產。此後，人造金剛石迅速發展，到1970年其產量已超過天然金剛石。80年代初，工業用金剛石中人造金剛石已達2/3。
人造金剛石的制法 科學傢們根據實驗結果，加上一定的計算和外推，得到瞭碳的經驗相圖（圖1）。從相圖可以看出，一般需要在高溫超高壓條件下才能使石墨轉化為金剛石，完成石墨晶格結構向金剛石結構的轉變（圖2）。
人造金剛石的工業生產方法主要有兩種。①靜壓溶劑-觸媒法：用液壓機加壓產生超高壓（5000～1000兆帕），以交流或直流電通過石墨加熱產生高溫(1200～2000℃)，並加金屬或合金作溶劑-觸媒，使石墨轉化為金剛石。這種方法應用最為廣泛。②動力法：利用TNT和黑索金等炸藥引爆後產生強的沖擊波作用於石墨，產生瞬時的高溫高壓，使石墨直接轉變成金剛石。這種方法的優點是投資少，單次產量高，生產成本低。但得到的金剛石是比較細小的，呈粉末狀，平均粒徑不到10微米。
人造金剛石的種類和用途 人造金剛石有單晶體和多晶體兩類。常見的人造金剛石的單晶體形態有立方體(圖3a)、八面體(圖3b)和立方體-八面體聚形（圖3c、d、e、f）。常呈金黃或黃綠色等。大量生產的單晶人造金剛石，其顆粒尺寸一般在1毫米以下，因而使用范圍受到限制，主要用以制造磨具、鋸片、修整滾輪和某些工具等。
人造多晶金剛石（又稱聚晶金剛石）於60年代研制成功，主要是燒結型的，也稱金剛石燒結體。它是以細顆粒金剛石為原料，配以一定量具有粘結作用的金屬或非金屬材料，在超高壓高溫條件下燒結制成的，有片狀的和圓柱狀的。燒結型多晶金剛石是由無序排列的眾多細粒金剛石組成，無解理面，硬度也無各向異性，其耐磨性能和抗沖擊強度均較單晶金剛石為優，用以制作拉絲模、車刀、地質勘探鉆頭和測量頭等，均可獲得良好效果。如燒結型多晶金剛石拉絲模，其使用壽命數倍於天然金剛石模，高出硬質合金模數百倍。
人造多晶金剛石除燒結型外，還有生長型和生長-燒結型多晶體。生長型多晶金剛石，以六方結構的石墨為原料，在超高壓高溫條件下，通過溶媒的作用轉變為立方結構的塊狀多晶金剛石。這種金剛石伴有成核與生長過程，故稱為生長型多晶金剛石，外形似球狀或橄欖狀。新生的金剛石外殼，其晶體由內向外生長，呈放射狀，有的結構晶粒交錯生長。生長-燒結型多晶金剛石以六方結構的石墨、立方結構的金剛石和具有溶劑-觸媒作用的金屬或合金為原料，在超高壓高溫條件下獲得的塊狀多晶體。有的外殼為放射狀生長的晶體，芯部為燒結型的多晶體；有的是六方結構的石墨轉變為立方結構的金剛石晶粒與原有的金剛石晶粒交錯生長燒結在一起。這兩種多晶體，可用以制造車刀和地質鉆頭等。