碳有三種已知的同素異形體：金剛石、石墨和富勒烯。

金剛石晶體中每個碳原子都以sp³雜化軌道與另外4個相鄰的碳原子形成共價鍵，每四個相鄰的碳原子均構(gòu)成正四面體(a)，形成無限的三維網(wǎng)。四個正四面體為一個晶胞，晶體類型為立方面心(b)。金剛石中的C-C鍵很強，所有的價電子都參與了共價鍵的形成，沒有自由電子，所以金剛石硬度非常大，不導(dǎo)電，熔點在攝氏3800℃。金剛石在純氧中燃點為720～800℃，在空氣中為850～1000℃。室溫下不溶于任何酸和堿，高溫下不耐含氧酸鹽和強堿，一定溫度下與鐵、鈷、鎳、錳和鉑等金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

 CVD（Chemical Vapor Deposition化學(xué)氣相沉淀）金剛石。含碳氣體和氫氣的混合物在高溫和低于標準大氣壓的壓力下被激發(fā)分解，形成活性金剛石碳原子，并在基體上沉積交互生長成多晶金剛石（或控制沉積生長條件沉積生長金剛石單晶或者準單晶）。

由于 CVD 金剛石中不含任何金屬催化劑，因此它的熱穩(wěn)定性接近天然金剛石。 CVD 金剛石晶粒呈無序排列，無脆性解理面，因此呈現(xiàn)各向同性。

    (一）CVD金剛石的主要性質(zhì)：

硬度	抗拉強度	抗壓強度	摩擦系數(shù)
~10000Kg/mm2	272 Kg/mm2	9.8×1013 Kg/mm2	0.05~1
楊氏模量	密度	熱沖擊系數(shù)	泊松比
1.05×1012Pa	3.51g/cm3	107W/m	0.22
熱導(dǎo)率	熱膨脹系數(shù)	電阻率	相對介電常數(shù)
8~20W/(cm·K)	2.3×10-6/℃	~106Ω·m	5.7
電子遷移率	空穴遷移率	飽和電子漂移速度	禁帶寬度
2200cm2/V·S	1800 cm2/V·S	2.5×107cm/s	1.12ev

   由于CVD金剛石具有如此多的優(yōu)異性能，使的CVD金剛石在機械，微電子，熱學(xué)，光學(xué)，宇航，軍事，醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有無可替代的作用和廣闊的應(yīng)用前景。

 (二）直流電弧等離子體噴射法生產(chǎn)CVD 金剛石：

 目前生產(chǎn)CVD金剛石有：熱絲法，微波等離子體法，直流熱陰極法和直流電弧等離子體法。其中直流等離子體法以生長速度快，金剛石膜的純度比較高而勝過其他幾種方法。直流等離子體法制備金剛石膜基本原理如圖(c)。