性质
超高硬度：金刚石是目前所知自然界中最硬的物质，由具有饱和性和方向性的共价键结合而成，其晶体结构稳定，使得金刚石单晶片具有极高的硬度，耐磨性也极强，能抵抗各种外力的磨损和划伤。
良好的导热性：具有极高的热导率，是铜的数倍甚至更高，能够快速传导热量，在散热方面具有出色的性能，可有效解决电子器件等领域的散热问题。
优异的光学性能：在可见光到红外光等波段具有良好的透光性，可用于制造光学窗口、透镜等光学元件。同时，其折射率高，能够对光线进行有效的折射和反射，可用于制作高端光学仪器中的关键部件。
高化学稳定性：在常温常压下，金刚石单晶片具有很强的化学稳定性，不易被酸、碱等化学物质腐蚀，能够在恶劣的化学环境中保持稳定的性能。
优良的电学性能：具有宽禁带宽度、高载流子迁移率、高击穿电场等特性，在半导体领域展现出巨大的应用潜力，可用于制造高性能的半导体器件，如高功率、高频、高温电子器件等。
制备方法
静压触媒法：在金刚石热力学稳定的条件下，利用六面顶压机等设备，在恒定的超高压（一般 5000 兆帕以上）、高温（1300℃左右）和触媒参与的条件下合成金刚石单晶。这种方法生产效率较高，可批量生产较小尺寸的金刚石单晶，但晶体尺寸的提升空间有限。
动压法：主要是爆炸法，通过炸药爆炸产生瞬间的高温高压来合成金刚石单晶。该方法产生的压力温度条件与不用触媒的静压法相似，但设备相对简单，不过制备出的金刚石单晶质量和尺寸均匀性较差。
化学气相沉积法（CVD）：包括微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）等技术，是在金刚石亚稳态的压力温度条件下，通常在常压或负压（真空）下，将含碳气体（如甲烷等）分解，使碳原子在衬底表面沉积并生长成金刚石单晶。这种方法可以生长出较大尺寸、高质量的单晶金刚石，且杂质含量低，在制备大尺寸单晶金刚石片方面具有优势。
应用领域
机械加工领域：可用于制造各种切削刀具、磨削工具和研磨膏等，能够加工硬质合金、陶瓷、宝石等高硬度材料，提高加工精度和效率，降低加工成本。
电子半导体领域：作为半导体芯片衬底材料，可解决散热问题，还可用于制造高功率、高频、高温的半导体器件，如功率放大器、射频滤波器等。此外，在半导体封装中，可作为散热基板，提高电子封装的散热性能和可靠性。
光学领域：用于制造光学镜片、光学窗口、棱镜等光学元件，其高硬度和良好的光学性能可保证光学元件的精度和表面质量，减少表面划伤和瑕疵，满足高端光学仪器如望远镜、显微镜、光刻机等的要求。
航空航天领域：作为涂层材料应用于航空发动机叶片、轴承等关键部件，可提高部件的耐磨性、耐腐蚀性和导热性，从而提高部件的可靠性和使用寿命。同时，在航空航天复合材料中添加金刚石单晶粉，也可以提高材料的强度和耐久性。
地质勘探与石油钻探领域：是制造地质勘探钻头和石油钻探钻头的重要材料，能够承受极高的压力和磨损，大大提高钻头的使用寿命和钻探效率，降低钻探成本。
生物医药领域：具有良好的生物相容性、无毒性和化学稳定性，可作为人造骨、人造关节的表面耐磨涂层材料，提高其使用寿命和性能；还可作为外科敷料的内层保护膜，防止粘连皮肤等。
