Esistono due tipi di produzione della fibra di carbonio in fase-gassosa: il metodo del substrato e il metodo del flusso in fase-gassosa.
Metodo del substrato
Un catalizzatore viene pre-spruzzato o rivestito su un substrato di ceramica o grafite. Il substrato caricato con il catalizzatore-viene quindi posto in un tubo di reazione al quarzo o al corindone. Una miscela di idrocarburi o aromatici a basso-carbonio e idrogeno viene introdotta nel tubo di reazione e fatta passare attraverso il substrato a 1100 gradi. I filamenti di carbonio formati sulle particelle del catalizzatore crescono a una velocità di 30–50 mm/min, producendo fibre di carbonio con diametri di 1–100 μm e lunghezze di 300–500 mm. I catalizzatori comunemente usati includono microparticelle di ferro e nichel e una soluzione di nitrato ferrico. Se come materia prima viene utilizzata una miscela di acetilene e idrogeno e fatta passare attraverso una piastra di nichel o un catalizzatore di polvere di nichel a 750 gradi, è possibile ottenere fibre di carbonio elicoidali. Questo metodo è un processo di produzione batch con una resa molto bassa, circa il 10%.
Metodo del flusso in fase gassosa-
Un sistema di miscela ternaria è formato combinando materie prime come idrocarburi a basso-carbonio, idrocarburi aromatici e idrocarburi aliciclici con particelle ultrafini di ferro, cobalto e nichel e idrogeno. A 1100–1400 gradi, le particelle di ferro o nichel vengono ridotte dall'idrogeno in goccioline di metallo fuso nascente. Fibre di carbonio cave e lineari si formano sotto le goccioline di catalizzatore di particelle di ferro, mentre le fibre di carbonio elicoidali si formano sotto le goccioline di catalizzatore di particelle di nichel. Questo metodo può produrre fibre di carbonio con diametri di 0,5–1,5 μm e lunghezze di diversi millimetri, con resistenze a trazione che raggiungono 5000 MPa e moduli di trazione di 650 GPa.
