等離子炬的陰極通過(guò)強電場(chǎng)激發(fā)電子逸出，轟擊氣體，使氣體電離，形成電弧等離子體；陰極因承受高溫等離子的轟擊，而逐漸被消耗。通過(guò)材料組份調控技術(shù)、材料電子發(fā)射能力提升技術(shù)和晶粒尺寸制備工藝調控等方法，提高陰極的耐燒蝕性，起弧穩定性，從而增加材料壽命的技術(shù)。
等離子體是由氣體同電弧接觸而產(chǎn)生的一種高溫，離子化和傳導性的氣體。通過(guò)同電弧接觸，氣體被分解成電子和離子，使得其熱傳導性和電導性大大增強。這種狀態(tài)被稱(chēng)為等離子體。電弧等離子體發(fā)生器又稱(chēng)電弧等離子體炬,或稱(chēng)等離子體噴槍,有時(shí)也稱(chēng)電弧加熱器.它是一種能夠產(chǎn)生定向"低溫"（約 2000～20000K）等離子體射流的放電裝置。陰極材料是等離子炬的關(guān)鍵部件，其性能的好壞直接影響到等離子電弧的穩定性和使用壽命，更關(guān)系到鉆井實(shí)用化的成本和效率。
a)電極壽命長(cháng)，在水蒸氣介質(zhì)中壽命達100小時(shí)以上
b)高穩定性—材料一致性強，電弧更穩定
c)大電流密度—可承受上百KW的電功率
d)工質(zhì)適應性強—惰性、還原性、氧化性工質(zhì)均可使用
弧等離子體由于具有很高的熱源溫度、能量集中和加熱效率高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應用于切割、熱噴涂、焊接、熔煉、新材料合成、超細粉制備、廢水處理等工業(yè)領(lǐng)域。在這些工業(yè)領(lǐng)域，陰極材料作為等離子技術(shù)關(guān)鍵耗材，需求越來(lái)越旺盛。同時(shí)真空電子器件的發(fā)展對陰極材料的要求不斷提高，將開(kāi)辟更多的新的應用領(lǐng)域。