提起钻石，人们就会联想到光彩夺目、闪烁耀眼的情景，它随着拥有者的活动而光芒四射。但因它的昂贵价格，大多数人只能望而生畏。尽管如此，人们对钻石还是很神往的。它的化学成分是碳(C)，天然的钻石是由金刚石经过揣摩后才能称之谓“钻石”。天然的钻石是十分稀疏的，国际上分量大于1000克拉(1克=5克拉)的钻石只要2粒，400克拉以上的钻石只要多粒，我国迄今为止发现的最大的金刚石重158.786克拉，这就是“常林钻石”。物以稀为贵，正因为可做“钻石“用的天然金刚石很罕见，人们就想“人工“金刚石来替代它，这就自然地想到了金刚石的“孪生“兄弟--石墨了。
    金刚石和石墨的化学成分都是碳(C)，称“同素异形体”。从这种称呼可以知道它们具有相同的“质”，但“形”或“性”却不同，且有大相径庭，金刚石是目前最硬的物质，而石墨却是最软的物质之一。
    石墨和金刚石的硬度不同如此之大，但人们还是希望能用人工合成方法来获取金刚石，因为自然界中石墨(碳)藏量是很丰富的。可是要使石墨中的碳变成金刚石那样摆放的碳，不是那么容易的。石墨在5-6万大气压（（5-6）×103MPa）及摄氏1000至2000度高温下，再用金属铁、钴、镍等做催化剂，可使石墨转变成金刚石粉末。
    国际上已有十几个国家（包含我国）均合成出了金刚石。但这种金刚石因为颗粒很细，主要用途是做磨料，用于切削和地质、石油的钻井用的钻头。当时，国际金刚石的消费中，80%的人工金刚石主要是用于工业，它的产值也远远超越天然金刚石的产值。
    最初合成的金刚石颗粒呈黑色，0.5mm大小，重约0.1克拉（用于宝石的金刚石一般最小不能小于0.1克拉）。美国、日本等已制成6.1克拉多的金刚石，我国人工金刚石达8mm，表明了我国在该领域研究居前沿地位。我们说金刚石已从石墨中“飞”出，宝石级的人工金刚石也会在不久的将来供应于市场。
    石墨是元素碳的一种同素异形体，每个碳原子的周边连结著别的三个碳原子以共价键结合，构成共价分子。
    石墨内部的碳原子呈层状摆放，一个碳原子附近只要3个碳原子与其相连，碳与碳组成了六边形的环状，无穷多的六边形组成了一层。层与层之间联络力十分弱，而层内三个碳原子联络很牢，因此受力后层间就很轻易滑动，这就是石墨很软能写字的原因。
    金刚石内部的碳原子呈“骨架”状三维空间摆放，一个碳原子附近有4个碳原子相连，因此在三维空间形成了一个骨架状，这种结构在各个方向联络力均匀，联合力很强，因此使金刚石具有高硬度的特性。
    石墨在5-6万大气压及摄氏1000至2000度高温下，再用金属铁，钴，镍等做催化剂，可使石墨转变成金刚石。它们之间获得差异。