金刚石（diamond），俗称“金刚钻”，它是一种由碳元素组成的矿物，是石墨的同素异形体，化学式为C，也是常见的钻石的原身。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质。石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石。金刚石的用途非常广泛，例如：工艺品、工业中的切割工具，也是一种贵重宝石。
金刚石带隙宽、热导率高、击穿场强高、载流子迁移率高、耐高温、抗酸碱、抗腐蚀、抗辐照，优越的性能使其在高功率、高频、高温领域等方面发挥重要作用，其超高的热导率和绝缘性成为卫星热沉材料、雷达功率组件散热中的新秀；金刚石拥有从紫外波段到远红外波段乃至微波的超宽透过波段，因而成为高功率激光、微波装备及大通量光源的理想窗口材料。金刚石膜也具有极高的抗激光损伤阈值，将其沉积在各种红外窗口材料表面，可作为光电对抗的防护材料，能在很大程度上提高军事光学设备的抗激光干扰能力。
1、雷达功率组件
随着雷达体制和技术不断朝着“极大极小两极化”方向发展，构成雷达系统基础的功能模块，如T/R等微波功率组件，呈现出多功能､高集成､大热流密度的发展趋势。然而，目前功率组件散热技术在架构体系及工艺实现方面，仍局限在400W/cm2之内，高效散热技术发展越来越跟不上雷达系统的发展速度，已成为技术瓶颈。金刚石具备极高的热导率特性，在高功率电子设备散热领域有着广阔的应用前景。金刚石微通道热沉采用了热导率高达2kw/(m·K)的金刚石膜材料，通过设计高效微通道的结构形式，采用直接与功率芯片封焊和热护展的架构体系，可满足热流密度大于1kW/cm功率组件的散热需求。
2、卫星扩热板
鉴于电子器件发展迅速，新一代导航卫星、载人飞船的高能电源组件热流密度极高，几乎可达到甚至超过500W/cm2，同时由于空间环境影响，热控元件要求小而轻，这使得传统的换热方式难以平衡体积小、散热快两项关键要求。随之极可能出现电子器件集成系统因散热不足导致器件失效，直至毁灭性破坏的结果。为解决航天领域超高热流密度元件的散热问题，中国教授团队研制的金刚石膜扩热片作为北斗导航卫星相控阵组件的核心热管理元件进入太空，目前在轨运行稳定，表现良好。在北斗三号系统中前后共有3颗导航卫星装载此热控元件上天。
3、高功率激光窗口
对于普通的高功率激光窗来说，普遍存在的问题就是窗口材料热透镜效应，由于MPCVD金刚石膜具有极佳的导热性能，因此在高功率下使用时窗口的温度比其他材料窗口低的多，所以热透镜效应几乎可以忽略不计。因而广泛应用于激光光学元件，包括CO2激光器，光束传输系统，光束分离器和拉曼激光器等。结合MPCVD金刚石光学，热学和力学性能，大大增强了CO2激光器的性能，使其功率达到最高水平，高的热导率几乎不会引起热透镜的光束质量的损失，也延长了光学器件的寿命，在高功率工业CO2激光窗口有非常好的应用前景。MPCVD金刚石制造的光学器件可提高大功率激光器的性能，主要是改善光束的质量，提高工作的可靠性，工作时无透镜状热变形现象。目前大功率激光器的功率可以达到2 kW 至8 kW，为未来防空体系中激光武器的发展提供了技术基础。与常规防空武器相比，激光武器的最大优点是反应时间极短，发射速度快，击中精度高。众所周知，光的速度为每秒3×105km，比导弹的速度快10万倍左右，加之光直线传播的特性，不受干扰，所以激光武器只要瞄准目标，即百发百中。
为推动金刚石在国防科技、电子器件等领域的广泛应用，国内外研究团队皆开展了大量的相关研究。