Det finnes to typer gass-fase karbonfiberproduksjon: substratmetoden og gass-fasestrømningsmetoden.
Substratmetode
En katalysator er pre-sprøytet eller belagt på et keramisk eller grafittsubstrat. Det katalysator-ladede substratet plasseres deretter i et kvarts- eller korundreaksjonsrør. En blanding av lav-karbonhydrokarboner eller aromater og hydrogen introduseres i reaksjonsrøret og føres gjennom substratet ved 1100 grader. Karbonfilamenter dannet på katalysatorpartiklene vokser med en hastighet på 30–50 mm/min, og gir karbonfibre med diametre på 1–100 μm og lengder på 300–500 mm. Vanlige katalysatorer inkluderer jern- og nikkelmikropartikler og jernnitratløsning. Hvis en blanding av acetylen og hydrogen brukes som råmateriale, og føres gjennom en nikkelplate eller nikkelpulverkatalysator ved 750 grader, kan spiralformede karbonfibre oppnås. Denne metoden er en batchproduksjonsprosess med svært lavt utbytte, ca. 10 %.
Gass-fasestrømningsmetode
Et ternært blandingssystem dannes ved å kombinere råmaterialer som lav-karbonhydrokarboner, aromatiske hydrokarboner og alicykliske hydrokarboner med ultrafine jern-, kobolt- og nikkelpartikler og hydrogen. Ved 1100–1400 grader reduseres jern- eller nikkelpartiklene av hydrogen til begynnende smeltede metalldråper. Hule, lineære karbonfibre dannes under jernpartikkelkatalysatordråpene, mens spiralformede karbonfibre dannes under nikkelpartikkelkatalysatordråpene. Denne metoden kan produsere karbonfibre med diametre på 0,5–1,5 μm og lengder på flere millimeter, med strekkstyrker som når 5000 MPa og strekkmoduler på 650 GPa.
