提起鉆石，人們就會聯(lián)想到光彩奪目、閃爍耀眼的情景，它隨著擁有者的活動而光芒四射。但因它的昂貴價格，大多數(shù)人只能望而卻步。盡管如此，人們對鉆石還是很向往的。你知道鉆石是什么嗎？它的化學成分是碳（C），天然的鉆石是由金剛石經(jīng)過琢磨后才能稱之謂 " 鉆石 "。天然的鉆石是非常稀少的，物以稀為貴，正因為可做 " 鉆石 " 用的天然金剛石很罕見，人們就想 " 人造 " 金剛石來代替它，這就自然地想到了金剛石的 " 孿生 " 兄弟——石墨了。

金剛石和石墨的化學成分都是碳（C），科學家們稱之為 " 同質(zhì)多像變體 "，也有人稱 " 同素異形體 "。從這種稱呼可以知道它們具有相同的 " 質(zhì) "，但 " 形 " 或 " 性 " 卻不同，且有天壤之別，金剛石是目前最硬的物質(zhì)，而石墨卻是最軟的物質(zhì)之一。

大家都知道鉛筆芯就是用石墨粉和粘土配比而制成的，石墨粉多則軟，用 "B" 表示，粘土摻多了則硬，用 "H" 表示。礦物學家用摩氏硬度來表示相對硬度，金剛石為 10，而石墨的摩氏硬度只有１。它們的硬度差別那么大，關鍵在于它們的內(nèi)部結構有很大的差異。石墨內(nèi)部的碳原子呈層狀排列，一個碳原子周圍只有 3 個碳原子與其相連，碳與碳組成了六邊形的環(huán)狀，無限多的六邊形組成了一層。

層與層之間聯(lián)系力非常弱，而層內(nèi)三個碳原子聯(lián)系很牢，因此受力后層間就很容易滑動，這就是石墨很軟能寫字的原因。金剛石內(nèi)部的碳原子呈 " 骨架 " 狀三維空間排列，一個碳原子周圍有 4 個碳原子相連，因此在三維空間形成了一個骨架狀，這種結構在各個方向聯(lián)系力均勻，聯(lián)結力很強，因此使金剛石具有高硬度的特性。

石墨和金剛石的硬度差別如此之大，但人們還是希望能用人工合成方法來獲取金剛石，因為自然界中石墨（碳）藏量是很豐富的。但是要使石墨中的碳變成金剛石那樣排列的碳，不是那么容易的。

十八世紀后期，人們就開始尋找合成的途徑，直至本世紀中葉。1938 年學者羅西尼通過熱力學計算，奠定了合成金剛石的理論基礎，算出要使石墨變成金剛石，至少要在 15000 個大氣壓、攝氏 1500 度的高溫條件下才可以，到 50-60 年代建成了能達到上述條件的儀器裝置。

石墨在 5-6 萬大氣壓，即（5-6） x 103MPa，及攝氏 1000 至 2000 度高溫下，再用金屬鐵、鈷、鎳等做催化劑，可使石墨轉變成金剛石。目前世界上已有十幾個（包括我國）均合成出了金剛石。但這種金剛石因為顆粒很細，主要用途是做磨料，用于切削和地質(zhì)、石油的鉆井用的鉆頭。當前，世界金剛石的消費中，80% 的人造金剛石主要是用于工業(yè)，它的產(chǎn)量也遠遠超過天然金剛石的產(chǎn)量。

現(xiàn)在，從空間站宇航員的防輻射面罩，南水北調(diào)工程巨型盾構機的鉆頭，CVT 變速器精密成型電鍍砂輪的鋒刃之上，中國制造的人造金剛石作為最鋒利的 " 工業(yè)牙齒 "，攬下了一個又一個的瓷器活，為國內(nèi)眾多制造業(yè)企業(yè)突破技術瓶頸提供了 " 精良利器 "。