Hay dos tipos de fabricación de fibra de carbono en fase gas-: el método de sustrato y el método de flujo en fase gaseosa-.
Método de sustrato
Un catalizador se rocía previamente-o se recubre sobre un sustrato cerámico o de grafito. Luego, el sustrato cargado de catalizador- se coloca en un tubo de reacción de cuarzo o corindón. Se introduce una mezcla de hidrocarburos o aromáticos con bajo contenido de carbono- e hidrógeno en el tubo de reacción y se pasa a través del sustrato a 1100 grados. Los filamentos de carbono formados sobre las partículas del catalizador crecen a una velocidad de 30 a 50 mm/min, produciendo fibras de carbono con diámetros de 1 a 100 μm y longitudes de 300 a 500 mm. Los catalizadores comúnmente utilizados incluyen micropartículas de hierro y níquel y soluciones de nitrato férrico. Si se utiliza una mezcla de acetileno e hidrógeno como materia prima y se pasa a través de una placa de níquel o un catalizador en polvo de níquel a 750 grados, se pueden obtener fibras de carbono helicoidales. Este método es un proceso de producción por lotes con un rendimiento muy bajo, aproximadamente el 10%.
Método de flujo en fase gaseosa-
Un sistema de mezcla ternaria se forma combinando materias primas como hidrocarburos bajos-en carbono, hidrocarburos aromáticos e hidrocarburos alicíclicos con partículas ultrafinas de hierro, cobalto y níquel e hidrógeno. Entre 1100 y 1400 grados, el hidrógeno reduce las partículas de hierro o níquel a gotitas de metal fundido nacientes. Se forman fibras de carbono lineales huecas debajo de las gotitas de catalizador de partículas de hierro, mientras que se forman fibras de carbono helicoidales debajo de las gotitas de catalizador de partículas de níquel. Este método puede producir fibras de carbono con diámetros de 0,5 a 1,5 μm y longitudes de varios milímetros, con resistencias a la tracción que alcanzan los 5000 MPa y módulos de tracción de 650 GPa.
