alt=Sis cristalls de diamant sense facetes, de 2-3 mm de mida; els colors dels diamants són groc, ver-groc, verd-blau, blau cel, blau cel, i blau marí|369px|miniatura|Diamants sintètics de diversos colors, fets créixer per la tècnica d'alta pressió i alta temperatura. Els diamants sintètics són diamants produïts en processos tecnològics, en oposició als diamants naturals, que són creats en processos geològics. Els diamants sintètics també són coneguts com a diamants HPHT o diamants CVD, pels dos mètodes de producció més comuns, que són la síntesi d'alta pressió i alta temperatura (en anglès: high-pressure high-temperature), i deposició química de vapor (en anglès: chemical vapor deposition), respectivament. No obstant, els diamants "naturals del tipus IIa", normalment de color marró, reben també tractament HPHT (exposició a altes pressions i altes temperatures), aconseguint-se amb aquest procés diamants molt blancs. Recalcar finalment que no es pot confondre el mètode CVD (diamants de laboratori) amb el procés HPHT realitzat en diamants d'origen geològic.
Han estat documentades nombroses declaracions, entre 1879 i 1929; cada intent ha estat analitzat acuradament i cap ha estat confirmat. En 1940, va començar una recerca sistemàtica als Estats Units, Suècia, i la Unió Soviètica, per fer créixer diamants usant els processos de deposició química de vapor i d'alta pressió i alta temperatura. La primera síntesi reproduïble va ser anunciada al voltant de 1953. Aquests dos processos encara dominen la producció de diamant sintètic. Un tercer mètode, conegut com a síntesi de detonació, va entrar en el mercat del diamant a finals de la dècada de 1990. En aquest procés, són creats grans de diamant d'escala nanomètrica, mitjançant la detonació d'explosius que contenen carboni. Ha estat demostrat un quart mètode en el laboratori: tractar grafit amb ultrasons d'alta potència, però no té encara aplicacions comercials.
Les propietats del diamant sintètic depenen dels detalls dels processos de manufactura, i poden ser inferiors o superiors a les dels diamants naturals: la duresa, conductivitat tèrmica i mobilitat electrònica són superiors en alguns diamants sintètics (tant HPHT o CVD). Conseqüentment, els diamants sintètics són àmpliament usats en abrasius, tallat i eines de poliment, i en dissipadors tèrmics. Estan sent desenvolupades aplicacions electròniques dels diamants sintètics, incloent interruptors d'alta potència en centrals elèctriques, transistors d'efecte de camp d'alta freqüència, i LEDs. S'usen detectors de diamant sintètic de llum ultraviolada (UV) o de partícules d'alta energia en centres de recerca d'alta energia, i estan disponibles comercialment. A causa de la seva combinació única d'estabilitat tèrmica i química, baixa expansió tèrmica, i alta transparència òptica en un rang espectral ampli, els diamants sintètics estan convertint-se en el material més popular per a la fabricació de finestres òptiques en làser de CO₂ d'alta potència, i girotrons.
Tant els diamants CVD com els HPHT poden ser tallats en gemmes i poden ser produïts en diversos colors: blanc clar, groc, marró, blau, verd i ataronjat. L'aparició de les gemmes sintètiques al mercat va crear preocupació importants en el negoci de comercialització de diamants, com a resultat del qual s'han desenvolupat tècniques i dispositius espectroscòpics per distingir entre diamants sintètics i naturals.
Història Després del descobriment, en 1797, que el diamant era carboni pur,Vegeu també: Lavoisier (1772) "Premier mémoire sur la destruction du diamant par le feu" (First memoir on the destruction of diamond by fire), Histoire de l'Académie royale des sciences. Avec les Mémoires de Mathématique & de Physique (History of the Royal Academy of Sciences. With the Memoirs of Mathematics and Physics), part 2, 564–591. Lavoisier (1772) "Second mémoire sur la destruction du diamant par le feu" (Second memoir on the destruction of diamond by fire), Histoire de l'Académie royale des sciences. Avec les Mémoires de Mathématique & de Physique, part 2, 591–616. s'han fet molts intents per convertir diverses formes barates de carboni en diamant.As early as 1828, investigators claimed to have synthesized diamonds: Procès-verbaux des séances de l'Académie (Académie des sciences) [Minutes of the meetings of the [French] Academy of Sciences], November 3, 1828, volume 9, page 137: "Il est donné lecture d'une lettre de M. Gannal qui communique quelques recherches sur l'action du phosphore mis en contact avec le carbure de soufre pur, et sur le produït des ses espériences qui ont offert des propriétés semblables à celles de particules de diamant." (S'ha donat lectura a una carta de M. Gannal, que comunica algunes recerques sobre l'acció del fòsfor posat en contacte amb el carbur de sofre pur, i sobre el producte de les seves experiències, que han ofert propietats semblants a les de partícules de diamant.) "Artificial production of real diamonds," Mechanics' Magazine, 10 (278): 300–301 (December 6, 1828). Procès-verbaux des séances de l'Académie (Académie des sciences), November 10, 1828, volume 9, page 140: "M. Arago communique une note de M. Cagniard de Latour, par laquelle ce physician déclare qu'il a de son côté réussi à faire cristalliser le carbone par des méthodes différentes de celles de M. Gannal, et qu'un paquet cacheté qu'il a déposé au Secrétariat en 1824 contient le détail de ses premiers procédés. M. Arago annonce qu'il connaît une autre personne qui est arrivée à des résultats semblables, et M. Gay-Lussac fait connaître que M. Gannal lui avait parlé depuis plus de huit ans de ses tentatives." (M. Arago comunica una nota de M. Cagniard de Latour, per la qual aquest metge declara que per la seva banda a aconseguit de fer cristal·litzar el carboni amb mètodes diferents dels de M. Gannal, i que ha dipositat un paquet segellat amb el Secretari el 1824 que conté els detalls dels seus procediments inicials. M. Arago anuncia que coneix una altra persona que ha arribat a resultats semblants, i el Sr. Gay-Lussac va anunciar que M. Gannal havia parlat amb ell fa vuit anys sobre els seus intents.) Procès-verbaux des séances de l'Académie (Académie des sciences), December 1, 1828, volume 9, page 151: "M. Thenard donne lecture du procès verbal des expériences faites le 26 Novembre 1828 sur la Poudre présentée comme diamant artificiel, par M. Cagniard de Latour." (M. Thenard dona lectura de l'acta dels experiments fets el 26 de novembre de 1828 sobre la pols presentada com a diamant artificial pel M. Cagniard de Latour.) Els èxits més primerencs van ser anunciats per James Ballantyne Hannay en 1879 i per Henri Moissan en 1893. El seu mètode involucrava escalfar hulla a 3.500 °C amb ferro en un forn. Encara que Hannay va usar un tub escalfat a la flama, Moissan va aplicar el seu recent desenvolupament del forn d'arc elèctric, en el qual un arc elèctric era llançat entre barres de carboni dins de blocs de calç. El ferro colat era ràpidament refredat per immersió en aigua. La contracció generada pel refredament, suposadament produïa l'alta pressió requerida per transformar el grafit en diamant. Moissan va publicar el seu treball en una sèrie d'articles en la dècada de 1890.
Molts altres científics van intentar replicar els seus experiments. Sir William Crookes va declarar èxit en 1909. Otto Ruff va declarar, en 1917, haver produït diamants de fins a 7 mm de diàmetre, però posteriorment es va retractar de la seva asseveració. En 1926, el Dr. Willard Hershey del McPherson College va replicar els experiments de Moissan i Ruff per produir un diamant sintètic; aquest espècimen s'exhibeix al Museu McPherson, a Kansas. Malgrat les declaracions de Moissan, Ruff i Hershey, altres experimentadors han estat incapaços de reproduir les seves síntesis.O'Donoghue, p. 473
Els intents de replicació més definitius els va dur a terme Sir Charles Algernon Parsons. Científic i enginyer prominent, conegut per la seva invenció de la turbina de vapor, va passar uns 40 anys (1882-1922) i va gastar una part considerable de la seva fortuna intentant reproduir els experiments de Moissan i Hannay, però també va adaptar processos pel seu propi compte. Parsons era conegut per la seva aproximació minuciosament exacta i el seu mètode documentant tots els seus passos: tots els seus resultats van ser preservats per a posterior anàlisi per un equip independent.Barnard, pp. 6–7 Va escriure alguns articles —alguns dels més primerencs sobre diamants HPHT —en els quals declarava haver produït diamants petits. No obstant això, el 1928, va autoritzar el Dr. C.H. Desch a publicar un article en el qual enunciava la seva creença que no havia estat produïts diamants sintètics fins aquella data (incloent-hi els de Moissan i uns altres). Va suggerir que la majoria de diamants que s'havien produït fins a aquell punt eren espinel·les sintètiques.
Projecte de diamants de la General Electric El 1941, es va establir un acord entre les companyies General Electric (GE), Norton i Carborundum per desenvolupar una síntesi de diamant. Van ser capaços d'escalfar carbó fins a prop de 3.000 °C sota una pressió de 3,5 GPa durant alguns segons. Poc després, la Segona Guerra Mundial va interrompre el projecte. Va ser reprès en 1951 als Schenectady Laboratories de la General Electric, i es va formar un grup de diamant d'alta pressió amb F.P. Bundy i H.M. Strong. Howard Tracy Hall i uns altres es van unir a aquest projecte poc després.
El grup de Schenectady va fer millores en les encluses dissenyades per Percy Bridgman, qui va rebre un Premi Nobel pel seu treball en 1946. Bundy i Strong van fer les primeres millores, després Hall en va fer més. L'equip de GE va utilitzar encluses de carbur de tungstè dins d'una premsa hidràulica per comprimir una mostra amb carbó continguda en un contenidor de catlinita. L'equip va registrar la síntesi de diamant en una ocasió, però l'experiment no va poder ser reproduït degut les incertes condicions de síntesi.O'Donoghue, p. 474 i després es va veure que el diamant n'era un de natural que s'havia utilitza com a llavor. alt=Una premsa de 3 metres d'alçada|miniatura|Una premsa de corretja produïda en la dècada de 1980 per KOBELCO. Hall va aconseguir la seva primera síntesi comercial reeixida del diamant el 16 de desembre de 1954, i això es va anunciar el 15 de febrer de 1955. La innovació decisiva fou utilitzar una premsa de "corretja", que és capaç de produir pressions per sobre dels 10 GPa, i temperatures sobre els 2000 °C.
En la premsa de "corretja" (veure a continuació) s'introduïa un contenidor de pirofil·lita farcit de grafit dissolt en níquel, cobalt, o ferro colat. Aquests metalls actuaven com un "solvent-catalitzador", que tant dissolien al carboni com acceleraven la seva conversió en diamant. El diamant més gros aconseguit va ser de 0,15 mm de llarg, massa petit i visualment imperfecte per a joieria, però utilitzable com a abrasius industrials. Els col·laboradors de Hall van ser capaços de replicar el seu treball, i el descobriment va ser publicat a la revista Nature. Va ser la primera persona a fer créixer un diamant sintètic amb un procés reproduïble, verificable i ben documentat. Va abandonar General Electric el 1955, i tres anys més tard va desenvolupar un nou aparell per a la síntesi de diamant —una premsa tetraèdrica amb quatre encluses— per evitar infringir la seva patent prèvia, que encara estava assignada a General Electric.Barnard, pp. 40–43 Hall va rebre el Premi de la Societat Química Americana d'Invenció Creativa pel seu treball en la síntesi del diamant.
Desenvolupaments posteriors El 16 de febrer de 1953, a Estocolm, Suècia, es va aconseguir una síntesi independent de diamant. Ho va fer ASEA (Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget), una de les principals indústries sueques.