単結晶ダイヤモンドは文字通りそれ自身がひとつのダイヤモンドの結晶体。主成分は炭素で構成される。

一方、ダイヤモンド焼結体はパウダー状の単結晶ダイヤモンドをCoなどのバインダを用いて高温高圧化で焼結させたもの。
一般にダイヤモンドのような単結晶には結晶方位があり、その結晶方位に対して決まった方位から研磨すると容易に磨耗が進むため、その性質を利用してダイヤモンドを研磨する。
しかし、ダイヤモンド焼結体では構成するひとつひとつの結晶方位が一定ではないために小径工具の研磨作業は難易度が高い。

①高温高圧化により地殻/マントル間にダイヤモンド形成(八面体)

②地殻変動により亀裂発生、マントル流出、熱水も発生

③ダイヤモンドと熱水が反応し、ダイヤモンド(十二面体)生成

キンバライト中にダイヤモンドが埋没

[参考]八面体⇒十二面体生成

ダイヤモンドの結晶方位とは、ダイヤモンドの原子が並ぶ方向を示すもので、特に切削工具や半導体用途で重要になる。ダイヤモンドは立方晶系（キュービック構造）を持ち、主な結晶方位には以下の3つ存在する。

結晶方位を理解することで、適切な加工方法を選択し、最適な性能を引き出すことができる。
特にダイヤモンド工具では、用途に応じて適切な結晶方位が選ばれます。

上記以外の結晶方位 ： （113面）

従来注目されていなかった新しい耐摩耗方位。
長寿命工具の開発技術途上で見出されたこの方位は、単結晶ダイヤ工具寿命の飛躍的向上に今後も注目される。

天然ダイヤモンドは、ダイヤモンドとして4C※要素に優れたものもあれば、結晶内部に不純物やクラックが入った欠陥品もあり、品質の均一性がない。
人工ダイヤモンドの場合は、工具として利用するための品質が平均して安定していることから、バイトなどの一部に天然ダイヤモンドを使用する以外は基本的にすべて人工ダイヤモンドを使用している。

鏡面切削とは

加工面粗さの測定値 Ra0.1um以下･Rz0.4um以下と定義する

単結晶ダイヤモンドバイトを使用し、アルミニウムロール(A5052)を鏡面切削したワークRa0.0032μm(3.2nm)

延性モード切削での切り取り厚さより大きい切取り厚さになると脆性破壊で切りくずが生成される。その最小切り取り厚さが、臨界切り取り厚さである。

加工面の生成に直接関与する除去部分での切り取り厚さ、すなわち臨界切り取り厚さが多くの研究で概ね1μm以下とされており、通常の研削加工やラッピング等では、加工面表面粗さの5, 6倍程度の深さまで表面層にクラックが生成されていると言われる。

切込量≒延性切削の限界

光学性能の向上を目的としてガラスレンズの高精度な微細形状の加工技術として有効である。工作物は、ガラスの他、水晶、シリコン、セラミック、ゲルマニウム等の脆性材料である。その延性加工を実現するには、工作機械は高剛性，高精度な工作機械でしか出来ない。

石英ガラスのくり抜きヘリカル加工
左：電着ツールで研削 右：延性加工で切削