材料的选择对电子枪的发射能力和寿命有决定作用。灯丝必须选用熔点高、电阻率大的材料，一般是用钨丝制成的，通过强电流后，灯丝被加热到一千度以上。阴极必须选用逸出功低的材料，阴极表面原子的外层电子，受到一定的热能或电能的激励后，会脱离原子核的束缚越出轨道而成为自由电子。
选用氧化物作为材料，氧化物阴极的逸出功更低，例如氧化钡的逸出功只有2.8电子伏，但其耐蚀性差，一般只适宜在10-5-10-6毫米汞柱的高真空下工作，在10-4毫米汞柱时，其发射本领显着下降，在10-3毫米汞柱下工作时，甚至会严重地受空气侵蚀。
选用钨丝作为材料，其逸出功为4.55电子伏，在工作温度为2500K时，J=0.5安/厘米2。钨丝的熔点为3655K，在工作温度为2750K时，蒸发率为0.0043毫克/厘米·秒，钨丝的耐侵蚀性较强。
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