在材料的研究和应用中,了解其表面性质至关重要。X射线光电子能谱(XPS)技术是表面分析的一种重要方法,它能够得到材料表面的元素组成、化学价态、电子结构等重要信息,很好地满足表面分析的要求。而X射线源作为X射线光电子能谱系统的核心仪器,其主要作用是产生并发射实验所需X射线,为此X射线源性能的好坏将直接影响分析结果的准确性。X射线光电子能谱系统中的激发源为镁靶和铝靶X射线源,而国内对X射线源的研究主要是在工业探伤和医学成像领域,在XPS应用方面的研究较少,其设备仪器主要靠进口,这严重制约了我国表面科学研究的发展与应用。为此,本文参考目前已有的X射线源,提出了制作可发射两种不同的X射线的双阳极X射线源的想法,并对其结构进行了设计。在零部件组装完成后对其进行了测试工作,获得了良好的实验效果。本文首先根据X射线源的使用要求,提出用一种X射线源发射出两种不同类型的的X射线,据此思路设计双阳极X射线源的初始模型,并借助粒子分析软件CST模拟热电子的运行轨迹及阳极的电场分布,优化X射线源的设计参数。然后,根据仿真后的模型,对双阳极X射线源进行机械结构设计。双阳极X射线源的机械结构主要包括阴极热电子发射组件、双阳极靶及冷却系统、灯丝供电组件、安装法兰及绝缘短管等。根据双阳极X射线源的使用环境,对各部件进行材料的选择。随后进行零部件的加工与组装并设计制作了双阳极X射线源专用电源。最后搭建了一套真空实验平台,对双阳极X射线源进行性能测试,测试结果表明,该双阳极X射线源的铝靶和镁靶可以发射出两种特征X射线并激发出金属样品的光电子。X射线的强度和阳极电压成比例增加,和灯丝电流呈指数关系变化。该X射线源结构紧凑,操作方便,可用于自然科学领域中有关表面科学的研究。