等離子炬的陰極通過強電場激發電子逸出，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。通過材料組份調控技術、材料電子發射能力提升技術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。
等離子體是由氣體同電弧接觸而產生的一種高溫，離子化和傳導性的氣體。通過同電弧接觸，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。這種狀態被稱為等離子體。電弧等離子體發生器又稱電弧等離子體炬,或稱等離子體噴槍,有時也稱電弧加熱器.它是一種能夠產生定向"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，更關系到鉆井實用化的成本和效率。
a)電極壽命長，在水蒸氣介質中壽命達100小時以上
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)工質適應性強—惰性、還原性、氧化性工質均可使用
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點，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、廢水處理等工業領域。在這些工業領域，陰極材料作為等離子技術關鍵耗材，需求越來越旺盛。同時真空電子器件的發展對陰極材料的要求不斷提高，將開辟更多的新的應用領域。