Existujú dva typy výroby uhlíkových vlákien v -plynovej fáze: metóda substrátu a metóda toku v -plynovej fáze.
Metóda substrátu
Katalyzátor je vopred-nastriekaný alebo nanesený na keramický alebo grafitový substrát. Substrát naplnený katalyzátorom- sa potom umiestni do kremennej alebo korundovej reakčnej trubice. Zmes nízkouhlíkových uhľovodíkov alebo aromatických uhľovodíkov a vodíka sa zavádza do reakčnej trubice a vedie cez substrát pri 1100 stupňoch . Uhlíkové vlákna vytvorené na časticiach katalyzátora rastú rýchlosťou 30–50 mm/min, čím sa získajú uhlíkové vlákna s priemerom 1–100 μm a dĺžkou 300–500 mm. Bežne používané katalyzátory zahŕňajú mikročastice železa a niklu a roztok dusičnanu železitého. Ak sa ako surovina použije zmes acetylénu a vodíka a prechádza cez niklovú platňu alebo niklový práškový katalyzátor pri 750 stupňoch, možno získať špirálové uhlíkové vlákna. Tento spôsob je vsádzkový výrobný proces s veľmi nízkym výťažkom, približne 10 %.
Metóda toku-plynnej fázy
Systém ternárnych zmesí sa vytvára spojením surovín, ako sú uhľovodíky s nízkym{0}}uhľovodíkom, aromatické uhľovodíky a alicyklické uhľovodíky s ultrajemnými časticami železa, kobaltu a niklu a vodíkom. Pri 1100-1400 stupňoch sa častice železa alebo niklu redukujú vodíkom na vznikajúce kvapôčky roztaveného kovu. Pod kvapôčkami katalyzátora na báze železných častíc sa vytvárajú duté lineárne uhlíkové vlákna, zatiaľ čo pod kvapkami katalyzátora na báze niklových častíc sa vytvárajú špirálovité uhlíkové vlákna. Touto metódou je možné vyrobiť uhlíkové vlákna s priemerom 0,5–1,5 μm a dĺžkou niekoľko milimetrov, s pevnosťou v ťahu dosahujúcou 5000 MPa a modulom v ťahu 650 GPa.
