Существует два типа производства углеродного волокна в газовой-фазе: метод подложки и метод потока в газовой-фазе.
Субстратный метод
Катализатор предварительно-распыляется или наносится на керамическую или графитовую подложку. Подложку с -загруженным катализатором затем помещают в кварцевую или корундовую реакционную трубку. Смесь низкоуглеродистых углеводородов или ароматических соединений и водорода вводят в реакционную трубку и пропускают через подложку при температуре 1100 градусов. Углеродные нити, образующиеся на частицах катализатора, растут со скоростью 30–50 мм/мин, образуя углеродные волокна диаметром 1–100 мкм и длиной 300–500 мм. Обычно используемые катализаторы включают микрочастицы железа и никеля и раствор нитрата железа. Если в качестве сырья использовать смесь ацетилена и водорода и пропустить ее через никелевую пластину или катализатор из никелевого порошка при температуре 750 градусов, можно получить спиральные углеродные волокна. Этот метод представляет собой процесс серийного производства с очень низким выходом, примерно 10%.
Газовый-метод фазового потока
Тройная смесевая система образуется путем объединения исходных материалов, таких как низкоуглеродистые углеводороды, ароматические углеводороды и алициклические углеводороды, с ультрадисперсными частицами железа, кобальта и никеля и водородом. При температуре 1100–1400 градусов частицы железа или никеля восстанавливаются водородом до образующихся капель расплавленного металла. Полые линейные углеродные волокна образуются под каплями катализатора из частиц железа, а спиральные углеродные волокна образуются под каплями катализатора из частиц никеля. Этим методом можно получать углеродные волокна диаметром 0,5–1,5 мкм и длиной несколько миллиметров, предел прочности при растяжении которых достигает 5000 МПа, а модуль упругости — 650 ГПа.
