Diamantes e grafite são feitos de átomos de carbono, mas têm estruturas muito diferentes. Os diamantes têm uma estrutura cristalina cúbica, enquanto a grafite tem uma estrutura cristalina hexagonal. Essa diferença na estrutura faz com que os diamantes sejam muito duros e fortes, enquanto o grafite é macio e quebradiço.

Os diamantes são formados quando os átomos de carbono são submetidos a pressões e temperaturas extremamente altas. Isso pode ocorrer naturalmente quando rochas ricas em carbono estão enterradas nas profundezas do manto terrestre. A alta pressão e temperatura fazem com que os átomos de carbono se reorganizem na estrutura cristalina cúbica do diamante.

A grafite pode ser transformada em diamante por um processo denominado deposição química de vapor (CVD). Neste processo, uma mistura de gases metano e hidrogênio passa sobre um substrato aquecido. Os átomos de carbono no gás metano reagem com os átomos de hidrogênio para formar ligações carbono-hidrogênio. Essas ligações então se quebram, liberando átomos de carbono que podem se fixar ao substrato. Com o tempo, uma fina camada de diamante pode se depositar no substrato.

Os diamantes CVD são normalmente usados ​​em aplicações industriais, como ferramentas de corte e abrasivos. Eles também são usados ​​em algumas aplicações de joias de alta qualidade.