Алмазы природного происхождения формируются на глубине 150-200 километров под землей, где атомы углерода под воздействием высоких температур и давления соединяются в течение миллионов лет. Чтобы попасть на поверхность и стать доступными для человека, алмазам требуются геологические процессы, которые занимают много времени. Чтобы решить эту проблему, люди применяют научные методы для создания искусственных алмазов, которые обладают теми же уникальными свойствами, что и природные — экстремальная твердость, износостойкость и коррозионная стойкость. Время создания синтетических алмазов сократилось до всего нескольких дней или даже меньше. Синтетические алмазы делятся на два типа — монокристаллические и поликристаллические, каждый из которых обладает уникальной кристаллической структурой и характеристиками, что делает их подходящими для различных областей применения.
Монокристаллический алмаз представляет из себя кристалл с регулярной трехмерной структурой, связанный ковалентными связями. Он является самым распространенным типом алмаза и обладает множеством преимуществ, таких как высокая теплопроводность, твердость, прозрачность и электрические свойства. Его способность эффективно проводить тепло обусловлена высокоупорядоченной структурой кристаллической решетки, что делает его устойчивым к рассеянию на границах зерен. Монокристаллический алмаз также находит применение в оптических приложениях благодаря высокой прозрачности и отличным оптическим свойствам. Кроме того, он идеально подходит для создания острых режущих кромок и долговечных инструментов благодаря своей микротвердости.
Поликристаллический алмаз состоит из множества мельчайших частиц, связанных ненасыщенными связями, и имеет структуру, похожую на природный черный алмаз. Отсутствие упорядоченности в структуре придает ему большую ударопрочность и уменьшает вероятность растрескивания. Хотя поликристаллические алмазы не обладают такой высокой оптической и электрической характеристикой, как монокристаллические, они находят применение в области полупроводниковых материалов. Кроме того, поликристаллический алмаз отлично подходит для шлифования и полировки благодаря способности самозатачиваться и высокой ударопрочности.
