给阴极加上一定的电流被加热时，便能放出热辐射电子。在数万伏特高压电场的作用下，这些电子被加速并轰击阳极（又被称为靶）。阳极靶面上受电子束轰击的焦点呈细长的矩形状（称线焦点或线焦斑），从射线出射窗中心射出的x射线与靶面的掠射角为3°-6°。从出射方向垂直焦斑长边的两个出射窗口观察，焦斑呈线状的称为线光源；从另外两个出射窗口观察，焦斑如点状称为点光源。在衍射仪每次安装管子时，必须辨别所使用x射线出射窗口是否为线焦点方向。此外，中能x射线发生装置供应商，还要求测角仪相对于靶面平面要有适当的倾斜角。
现代生活的每个环节都得益于涂层或薄膜技术。无论是集成电路芯片上的阻挡层薄膜还是铝制饮料罐上的涂层，x射线是研发，产品过程控制和不可缺少的分析技术。作为纳米技术研究，x射线衍射(xrd)和附属技术被用于确定薄膜分子结构的性质。理学的技术和经验为涂层和薄膜测量提供各种无损分析解决方案。
工业用x射线衍射仪在当今科技领域里用来分析各种物质成分结构的测试仪器已得到了广泛的应用。对材料学、物理学、化学、地质、环境、纳米材料、生物等领域来说，x射线衍射仪都是物质表征和控制不可缺少的方法。xrd能分析晶体材料诸如产业废弃物、矿物、催化剂、功能材料等的相组成分析，大部分晶体物质的定量、半定量分析；晶体物质晶粒大小的计算；晶体物质结晶度的计算等。
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