本发明公开了一种等离子体炬的阴极头及其制备方法，所述阴极头由内至外包括铪阴极芯、碳化铪或碳化锆过渡层、钽铪碳合金涂层；所述阴极芯的材料为金属单质铪或铪合金。本发明采用钽铪碳合金涂层对铪阴极芯进行保护，进一步利用碳化铪或碳化锆作为过渡层进行预先喷涂，克服了钽铪碳合金涂层与铪阴极芯之间存在的界面应力，解决了阴极芯与钽铪碳合金涂层材料由于热膨胀系数不一致而易导致涂层发生开裂的问题。本发明进一步通过快速烧结工艺使钽铪碳合金涂层具有完整的晶体结构，提高了等离子体炬阴极头的耐烧蚀性能和耐高温性能，从而延长了等离子炬阴极头的使用寿命。