提起鉆石，人們就會聯想到光彩奪目、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，大多數人只能望而生畏。盡管如此，人們對鉆石還是很神往的。它的化學成分是碳(C)，天然的鉆石是由金剛石經過揣摩后才能稱之謂“鉆石”。天然的鉆石是十分稀疏的，國際上分量大于1000克拉(1克=5克拉)的鉆石只要2粒，400克拉以上的鉆石只要多粒，我國迄今為止發現的最大的金剛石重158.786克拉，這就是“常林鉆石”。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“人工“金剛石來替代它，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)，稱“同素異形體”。從這種稱呼可以知道它們具有相同的“質”，但“形”或“性”卻不同，且有大相徑庭，金剛石是目前最硬的物質，而石墨卻是最軟的物質之一。
    石墨和金剛石的硬度不同如此之大，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。可是要使石墨中的碳變成金剛石那樣擺放的碳，不是那么容易的。石墨在5-6萬大氣壓（（5-6）×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粉末。
    國際上已有十幾個國家（包含我國）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、石油的鉆井用的鉆頭。當時，國際金剛石的消費中，80%的人工金剛石主要是用于工業，它的產值也遠遠超越天然金剛石的產值。
    最初合成的金剛石顆粒呈黑色，0.5mm大小，重約0.1克拉（用于寶石的金剛石一般最小不能小于0.1克拉）。美國、日本等已制成6.1克拉多的金剛石，我國人工金剛石達8mm，表明了我國在該領域研究居前沿地位。我們說金剛石已從石墨中“飛”出，寶石級的人工金剛石也會在不久的將來供應于市場。
    石墨是元素碳的一種同素異形體，每個碳原子的周邊連結著別的三個碳原子以共價鍵結合，構成共價分子。
    石墨內部的碳原子呈層狀擺放，一個碳原子附近只要3個碳原子與其相連，碳與碳組成了六邊形的環狀，無窮多的六邊形組成了一層。層與層之間聯絡力十分弱，而層內三個碳原子聯絡很牢，因此受力后層間就很輕易滑動，這就是石墨很軟能寫字的原因。
    金剛石內部的碳原子呈“骨架”狀三維空間擺放，一個碳原子附近有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絡力均勻，聯合力很強，因此使金剛石具有高硬度的特性。
    石墨在5-6萬大氣壓及攝氏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。它們之間獲得差異。