هناك نوعان من تصنيع ألياف الكربون في الطور-الغازي: طريقة الركيزة وطريقة تدفق الطور-الغازي.
طريقة الركيزة
يتم رش المحفز مسبقًا- أو تغليفه على ركيزة من السيراميك أو الجرافيت. يتم بعد ذلك وضع الركيزة المحملة بالمحفز- في أنبوب تفاعل كوارتز أو اكسيد الالمونيوم. يتم إدخال خليط من الهيدروكربونات أو المواد العطرية منخفضة الكربون- والهيدروجين في أنبوب التفاعل وتمريره عبر الركيزة عند درجة حرارة 1100 درجة. تنمو خيوط الكربون المتكونة على جزيئات المحفز بمعدل 30-50 مم/دقيقة، مما ينتج عنه ألياف كربون بأقطار تتراوح بين 1-100 ميكرومتر وأطوال تتراوح بين 300-500 مم. تشمل المحفزات شائعة الاستخدام جزيئات الحديد والنيكل الدقيقة ومحلول نترات الحديديك. إذا تم استخدام خليط من الأسيتيلين والهيدروجين كمواد خام، وتم تمريره عبر لوحة النيكل أو محفز مسحوق النيكل عند 750 درجة، فيمكن الحصول على ألياف الكربون الحلزونية. هذه الطريقة عبارة عن عملية إنتاج دفعة ذات عائد منخفض جدًا، حوالي 10%.
طريقة تدفق الطور الغازي-
يتم تشكيل نظام الخليط الثلاثي من خلال دمج المواد الخام مثل الهيدروكربونات منخفضة-الكربون، والهيدروكربونات العطرية، والهيدروكربونات الحلقية مع جزيئات الحديد متناهية الصغر والكوبالت والنيكل والهيدروجين. عند درجة حرارة 1100-1400 درجة، يتم اختزال جزيئات الحديد أو النيكل بواسطة الهيدروجين إلى قطرات معدنية منصهرة ناشئة. تتشكل ألياف الكربون الخطية المجوفة تحت قطرات محفز جسيمات الحديد، بينما تتشكل ألياف الكربون الحلزونية تحت قطرات محفز جسيمات النيكل. يمكن لهذه الطريقة إنتاج ألياف كربون بأقطار تتراوح من 0.5 إلى 1.5 ميكرومتر وأطوال عدة مليمترات، مع قوة شد تصل إلى 5000 ميجا باسكال ومعامل شد يبلغ 650 جيجا باسكال.
