金剛石結構分為；等軸晶系四面六面體立方體與六方晶系鉆石。

在鉆石晶體中，碳原子按四面體成鍵方式互相連接，組成無限的三維骨架，是典型的原子晶體。每個碳原子都以SP3雜化軌道與另外4個碳原子形成共價鍵，構成正四面體。由于鉆石中的C-C鍵很強，所以所有的價電子都參與了共價鍵的形成，沒有自由電子，所以鉆石不僅硬度大，熔點極高，而且不導電。在工業上，鉆石主要用于制造鉆探用的探頭和磨削工具，形狀完整的還用于制造手飾等高檔裝飾品，其價格十分昂貴。

鉆石的摩氏硬度為10；由于在自然界物質中硬度最高，鉆石的切削和加工必須使用鉆石粉來進行。鉆石的密度為3.52g/cm3，折射率為2.417，色散率為0.044。

人造金剛石

人工合成金剛石的方法主要有兩種，高溫高壓法及化學氣相沉積法。

高溫高壓法技術已非常成熟，并形成產業。國內產量極高，為世界之最。

化學氣相沉積法仍主要存在于實驗室中。

二氧化碳逆轉變成金剛石：國內一家單位宣稱傳在440度的低溫下即可實現這一轉變，然而相關論文一經發表即遭到他國相關領域專家的強烈質疑，而且論文存在一稿多投的現象，文中數據也有嚴重不妥。雖然相關人員在相關學術刊物中進行了答疑，此科研成果還是被質疑是國內科研造假又一案例。但是最終不了了之。

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