Postoje dvije vrste proizvodnje karbonskih vlakana u plinskoj-fazi: metoda supstrata i metoda toka plinske-faze.
Metoda supstrata
Katalizator se prethodno-nanosi raspršivanjem ili premazom na keramičku ili grafitnu podlogu. Supstrat -napunjen katalizatorom se zatim stavlja u reakcijsku cijev od kvarca ili korunda. Mješavina nisko-ugljikovodika ili aromata i vodika uvodi se u reakcijsku cijev i prolazi kroz supstrat na 1100 stupnjeva. Ugljične niti formirane na česticama katalizatora rastu brzinom od 30-50 mm/min, dajući ugljična vlakna promjera 1-100 μm i duljine 300-500 mm. Uobičajeno korišteni katalizatori uključuju mikročestice željeza i nikla te otopinu željeznog nitrata. Ako se smjesa acetilena i vodika koristi kao sirovina i propušta kroz ploču od nikla ili katalizator u prahu od nikla na 750 stupnjeva, mogu se dobiti spiralna ugljična vlakna. Ova metoda je proces serijske proizvodnje s vrlo niskim prinosom, približno 10%.
Metoda toka plin{0}}faze
Trostruki sustav smjese nastaje kombiniranjem sirovina kao što su nisko{0}}ugljikovodici, aromatski ugljikovodici i aliciklički ugljikovodici s ultrafinim česticama željeza, kobalta i nikla i vodika. Na 1100-1400 stupnjeva, čestice željeza ili nikla se reduciraju vodikom u novonastale kapljice rastaljenog metala. Ispod kapljica katalizatora od čestica željeza formiraju se šuplja, linearna ugljična vlakna, dok se ispod kapljica katalizatora od čestica nikla formiraju spiralna ugljična vlakna. Ovom se metodom mogu proizvesti karbonska vlakna promjera 0,5–1,5 μm i duljine od nekoliko milimetara, s vlačnom čvrstoćom koja doseže 5000 MPa i vlačnim modulom od 650 GPa.
