Il existe deux types de fabrication de fibre de carbone en phase gazeuse : la méthode du substrat et la méthode d'écoulement en phase gazeuse.
Méthode du substrat
Un catalyseur est pré-pulvérisé ou appliqué sur un substrat en céramique ou en graphite. Le substrat chargé de catalyseur-est ensuite placé dans un tube de réaction en quartz ou en corindon. Un mélange d'hydrocarbures ou d'aromatiques à faible teneur en carbone et d'hydrogène est introduit dans le tube de réaction et passé à travers le substrat à 1 100 degrés. Les filaments de carbone formés sur les particules de catalyseur se développent à une vitesse de 30 à 50 mm/min, produisant des fibres de carbone d'un diamètre de 1 à 100 μm et d'une longueur de 300 à 500 mm. Les catalyseurs couramment utilisés comprennent les microparticules de fer et de nickel et une solution de nitrate ferrique. Si un mélange d'acétylène et d'hydrogène est utilisé comme matière première et passé à travers une plaque de nickel ou un catalyseur en poudre de nickel à 750 degrés, des fibres de carbone hélicoïdales peuvent être obtenues. Cette méthode est un procédé de production par lots avec un rendement très faible, environ 10 %.
Méthode d'écoulement en phase gazeuse-
Un système de mélange ternaire est formé en combinant des matières premières telles que des hydrocarbures à faible-carbone, des hydrocarbures aromatiques et des hydrocarbures alicycliques avec des particules ultrafines de fer, de cobalt et de nickel et de l'hydrogène. Entre 1 100 et 1 400 degrés, les particules de fer ou de nickel sont réduites par l'hydrogène en gouttelettes de métal fondu naissantes. Des fibres de carbone creuses et linéaires sont formées sous les gouttelettes de catalyseur à particules de fer, tandis que des fibres de carbone hélicoïdales sont formées sous les gouttelettes de catalyseur à particules de nickel. Cette méthode peut produire des fibres de carbone d'un diamètre de 0,5 à 1,5 μm et d'une longueur de plusieurs millimètres, avec des résistances à la traction atteignant 5 000 MPa et des modules de traction de 650 GPa.
