基于金刚石多晶形成过程的复杂性、 制样的困难性等在较大程度上制约了人们对其成核、 生长等结晶过程及意义等的深入理解, 采用同步辐射技术对扬子克拉通的金刚石多晶进行同步辐射显微红外光谱、 显微红外光谱成像等方面的研究。 金刚石多晶的同步辐射研究表明, 金刚石多晶研究样品总体属于Ⅰ型金刚石, 其总氮含量(NT)约为500~1 300 μg·g-1, 对氮心的含量(NA)约为300~700 μg·g-1, 四氮心的含量(NB)约为150~550 μg·g-1。 金刚石多晶在地幔中的停留时间约介于0.06~0.12 Ga; 样品的生长经历了多个生长中心先分别生长, 后连聚成多晶再生长的过程, 且整个多晶体的结晶中心区形成后, 晶体优先往有利于稳固结晶中心的方向生长、 再各向生长之过程。 同时, 金刚石多晶的生长在各时期内呈各向差异生长而非均匀生长, 且存在间歇性停止生长的现象。

聚晶金刚石(PCD)坯料的传统平整加工工艺如机械磨削、电火花铣削、超声波磨削、激光铣削等, 工艺流程为开环控制, 难以达到超精密加工所要求的平整度和光洁度。将二维激光位移传感器与激光扫描振镜集成在同一加工头上, 与XYZ三轴工作台配合, 实现了在线测量PCD表面起伏形貌与自动分块激光扫描抛光的闭环工艺控制。研究了激光能量密度、光斑搭接率、扫描速度对抛光质量的影响。结果表明, 较小的激光能量密度、80%光斑搭接率、扫描速度为100 mm/s时, 可获得最佳的抛光效果。经过4次闭环抛光后, PCD坯料表面粗糙度Ra由40.7 μm降低到1.21 μm, 表面平面度由130 μm降低到30 μm, 抛光精度与机械精磨相仿, 测量-加工闭环控制具有显著的工程应用意义。

在超短脉冲抽运光作用下,利用双光子激发研究了多晶金刚石非线性吸收和非线性折射的动力学演化过程。在非线性吸收动力学实验中，观察到了金刚石样品中被激发载流子的两个不同的复合过程，时间尺度分别在百皮秒量级和纳秒量级，精确得到了不同抽运光能量作用时两个过程各自的时间常数。在非线性折射动力学实验中，观察到了金刚石样品中由非简并双光子吸收过程所引起的正的非线性折射率变化，得到了样品的三阶非线性系数。

飞秒激光加工是一种冷加工技术，能克服热效应的影响，使加工材料的边缘非常整齐和精确，对高熔点和硬脆材料的微细加工具有显著优势。为制备一种由金属靶和金刚石构成的X射线源微结构阵列阳极，提出采用飞秒激光加工技术加工金刚石微结构阵列，通过实验研究了飞秒脉冲激光加工多晶金刚石材料的工艺参量，重点分析了激光聚焦物镜、激光脉冲能量、重复扫描次数对金刚石微结构形貌和尺寸的影响，得到了符合制作要求的加工参量，并依据加工参量制作出了槽宽为20 μm，槽深达45 μm的高质量多晶金刚石微结构阵列，测得其表面可承受电子束轰击的最大功率密度为12 W/mm2。该阵列将可用于制备微阵列阳极X射线源，为实现X射线大视场相衬成像提供关键的光源器件。

表面微结构刀具对改善刀工摩擦接触状态、刀具磨损及抗黏附性方面具有积极作用。在聚晶金刚石刀具表面，利用光纤激光器进行了不同形状的微结构加工，并分析了扫描速度、脉冲频率和平均输出功率等不同工艺参数对微沟槽形貌和质量的影响。实验结果表明：随着平均输出功率和脉冲频率的增加，微沟槽宽度和深度分别表现出增大和减小的趋势；采用较小的扫描速度和和较大的平均输出功率能够降低沟槽侧壁粗糙度，改善微沟槽的形貌质量。

为了提高聚晶金刚石(PCD)刀具的生产效率，改进加工表面质量并减少刃磨余量，利用慢走丝电火花线切割机床(WEDM)对PCD复合片进行了加工工艺试验。对PCD复合片进行了5次切割，并分别测量了每次加工后的表面粗糙度、富钴界面层凹槽深度及宽度和PCD层刃口加工质量。试验结果表明：PCD复合片经慢走丝线切割多次加工，能够得到较好的表面质量，在众多影响因素中金刚石颗粒大小对加工质量影响较大；其中CTH025型号和CTB010型号的最终表面粗糙度分别为Ra=0.85 μm和Ra=0.57 μm，富钴界面层凹槽的深度分别为16.3 μm和5.7 μm，刃口处切口缺陷的尺寸也与金刚石颗粒的尺寸相当。经WEDM加工后的PCD复合片的刃磨余量可控制在4～15 μm左右。

山东蒙阴金刚石多晶可划分为多角刻面状和浑圆状金刚石多晶两大类， 它们的显微红外光谱研究结果表明， 金刚石多晶中的氮含量较低， 介于16.69～72.81 μg·g-1之间， 且同一金刚石多晶的不同金刚石晶粒(或部位)中的氮含量不相同； 刻面状金刚石多晶均为ⅠaAB型， 且A心的浓度大于B心的浓度。 浑圆状金刚石多晶也多为ⅠaAB型， 但具有更高浓度的B心， 且存在少数同时包含单替代氮、 A心和B心的浑圆状金刚石多晶； 金刚石多晶不是在金刚石颗粒的成核阶段所形成的， 而是在金刚石长大期间或金刚石颗粒形成后的某个特殊条件下聚集而成； 山东蒙阴金刚石多晶可能形成于氮浓度较低的较深部地幔。 同时， 多角刻面状金刚石多晶的形成时间稍晚于金刚石单晶体， 浑圆状金刚石多晶的形成时间明显早于金刚石单晶体。

研究了化学气相沉积多晶膜的宏观性能(颜色和透光性)与微观性能(结晶质量、相纯度和氢杂质含量)之间的关系，喇曼谱与金刚石膜中氢杂质含量(红外光谱测得)的关联性.给出了根据颜色和透明度来区分样本膜质量的实验依据，颜色较深的膜的结晶质量差、相纯度低、氢杂质含量高，1 332 cm－1金刚石特征喇曼峰强度低，半峰宽大.由于多晶膜生长不均匀性、多晶以及粗糙度的影响，生长面的微喇曼光谱随采样点变化会产生较大的偏差，而光滑生长界面的喇曼光谱随采样点的变化偏差较小，因此生长界面的喇曼光谱更能反映化学气相沉积法制备金刚石膜的整体质量.