Il y a plus de 200 ans, les gens ont reconnu que le diamant est composé de carbone pur. Depuis lors, des tentatives ont été faites pour synthétiser le diamant en utilisant du graphite, qui est également composé de carbone. Cependant, en raison de connaissances insuffisantes et de capacités techniques limitées, les progrès ont été extrêmement lents. Des recherches ultérieures ont révélé que la principale raison de la difficulté de synthétiser le diamant est qu'à température ambiante et à la pression, le graphite est un allotrope de carbone thermodynamiquement stable.
Le diamant est un allotrope de carbone thermodynamiquement métastable, mais il est cinétiquement stable. Par conséquent, pour synthétiser le diamant, des méthodes appropriées et des conditions de processus doivent être trouvées. Aux États-Unis, General Electric (GE) a été le premier à commercialiser le diamant synthétique. Leur méthode est appelée haute pression et haute température (HPHT). Le diamant synthétisé à l'aide de cette méthode est également appelé HPHT Diamond. Ce processus utilise le graphite comme matière première, introduit un catalyseur métallique approprié et synthétise le diamant à des températures supérieures à 2000k et des pressions de dizaines de milliers d'atmosphères.
Le diamant synthétique est produit en convertissant artificiellement le carbone non diamant en carbone de type diamant à pression ambiante. Des monocristaux plus importants et des diamants polycristallins peuvent également être produits en utilisant des techniques de nucléation et de croissance de diamant contrôlées, tandis que les composites de diamant et de diamant polycristallin peuvent être formés en utilisant des techniques de liaison et d'auto-liaison dopant. La recherche et l'industrialisation des diamants synthétiques se développent rapidement, avec de nombreuses méthodes utilisées. Ces méthodes peuvent être classées par les caractéristiques de la technologie de synthèse utilisée, notamment des méthodes statiques à haute température et à haute pression (méthodes de pression statique), des méthodes dynamiques à haute température et à haute pression (méthodes de pression dynamique) et des méthodes à haute température à haute pression ou atmosphériques (méthodes à basse pression).
Sur la base des caractéristiques du mécanisme de croissance, elles peuvent être classées comme des méthodes de conversion directe (méthodes directes), des méthodes catalysées par le solvant ou catalysées par fondu (méthodes de catalyseur de fusion) et des méthodes de croissance épitaxiales (méthodes épitaxiales). Bien que la méthode de pression statique indirecte à haute pression et à haute température soit la méthode la plus élémentaire et la plus importante pour produire ce matériau, un autre processus de synthèse des grains de diamant est la méthode de conversion directe.