Er zijn twee soorten productie van koolstofvezels in de gas-fase: de substraatmethode en de gas-fasestroommethode.
Substraat Methode
Een katalysator wordt vooraf- gespoten of gecoat op een keramisch of grafietsubstraat. Het met katalysator-geladen substraat wordt vervolgens in een reactiebuis van kwarts of korund geplaatst. Een mengsel van koolwaterstoffen met laag{4}}koolstofgehalte of aromaten en waterstof wordt in de reactiebuis gebracht en bij 1100 graden door het substraat geleid. Koolstoffilamenten gevormd op de katalysatordeeltjes groeien met een snelheid van 30–50 mm/min, wat koolstofvezels oplevert met diameters van 1–100 μm en lengtes van 300–500 mm. Algemeen gebruikte katalysatoren omvatten ijzer- en nikkelmicrodeeltjes en ijzernitraatoplossing. Als een mengsel van acetyleen en waterstof als grondstof wordt gebruikt en door een nikkelplaat of nikkelpoederkatalysator bij 750 graden wordt geleid, kunnen spiraalvormige koolstofvezels worden verkregen. Deze methode is een batchproductieproces met een zeer laag rendement, ongeveer 10%.
Gas-fasestroommethode
Een ternair mengselsysteem wordt gevormd door grondstoffen zoals koolwaterstoffen met een laag-koolstofgehalte, aromatische koolwaterstoffen en alicyclische koolwaterstoffen te combineren met ultrafijne ijzer-, kobalt- en nikkeldeeltjes en waterstof. Bij 1100–1400 graden worden de ijzer- of nikkeldeeltjes door waterstof gereduceerd tot ontluikende gesmolten metaaldruppels. Holle, lineaire koolstofvezels worden gevormd onder de katalysatordruppeltjes van ijzerdeeltjes, terwijl spiraalvormige koolstofvezels worden gevormd onder de katalysatordruppeltjes van nikkeldeeltjes. Deze methode kan koolstofvezels produceren met diameters van 0,5–1,5 μm en lengtes van enkele millimeters, met treksterktes die 5000 MPa bereiken en trekmoduli van 650 GPa.
