Diamant ist eine kristalline Modifikation des Kohlenstoffs mit kubisch-flächenzentrierter Diamantstruktur (sp³-Hybridisierung). Die tetraedrische kovalente Bindung führt zu außergewöhnlich hoher Härte, sehr hoher elastischer Steifigkeit, hoher Wärmeleitfähigkeit und breiter Bandlücke (~5,5 eV). Diese Kombination macht Diamant zu einem Schlüsselwerkstoff für Verschleißschutz, Präzisionsbearbeitung, Optik und Elektronik.

Technisch werden natürliche und synthetische Diamanten unterschieden. Synthetische Diamanten werden überwiegend mittels Hochdruck-Hochtemperatur-(HPHT)-Verfahren oder chemischer Gasphasenabscheidung (CVD) hergestellt. CVD-Diamant erlaubt die präzise Einstellung von Reinheit, Dotierung und Schichtdicke und ist Grundlage für diamantbasierte Dünnschichten und Halbleiterbauelemente.

Polykristalliner Diamant (PCD) besteht aus fein verteilten Diamantkörnern, meist in einer Bindematrix (z.B. Kobalt). PCD-Werkzeuge werden in der Zerspanung hochabrasiver Werkstoffe eingesetzt, da sie extreme Verschleißbeständigkeit mit ausreichender Zähigkeit kombinieren. Monokristalliner Diamant wird bevorzugt, wenn höchste Oberflächengüte oder definierte anisotrope Eigenschaften benötigt werden.

Durch gezielte Dotierung, z.B. mit Bor (Bor-dotierter Diamant), lässt sich Diamant p-leitend machen; bei hohen Dotierkonzentrationen wird metallisches Verhalten bis hin zur Supraleitung beobachtet. Solche diamantbasierten Materialien sind für Hochleistungs-Elektronik, Elektrochemie (Boron-doped Diamond Elektroden) und Hochtemperaturanwendungen relevant. Insgesamt bildet Diamant mit seinen Derivaten eine Werkstoffklasse mit einzigartiger Kombination aus mechanischen, thermischen und elektronischen Eigenschaften.