La tecnologia-de raigs X té un paper crucial en nombrosos camps, com ara el diagnòstic mèdic, les proves no-destructives, la detecció de seguretat i la investigació científica. El seu rendiment depèn en gran mesura dels materials primaris utilitzats en els processos de generació i detecció. Aquests materials han de posseir nombres atòmics, densitats, estructures cristal·lines i estabilitat específics per garantir la generació, transmissió, modulació i recepció efectives dels raigs X-.
Pel que fa a les fonts de raigs X-, el material principal és un objectiu metàl·lic de gran nombre-atòmic-, que sol incloure tungstè (W), molibdè (Mo) i crom (Cr). El tungstè, a causa del seu alt punt de fusió, bona conductivitat tèrmica i capacitat de produir espectres característics i continus d'alta-energia, s'ha convertit en el material objectiu principal per als tubs de raigs X-de detecció de defectes mèdics i industrials. El molibdè pot produir una radiació característica adequada per a la imatge de teixits tous a voltatges més baixos del tub i s'utilitza sovint en escenaris de diagnòstic especials com la mamografia. El crom s'utilitza en anàlisis de fluorescència específiques i en dispositius de raigs X-de baixa energia-. La puresa i l'orientació del gra del material objectiu afecten la intensitat i la distribució de l'espectre d'energia dels raigs X-; per tant, es requereix un control estricte de les tècniques metal·lúrgiques i de processament durant la preparació.
En l'àmbit de la detecció de raigs X-, els materials principals es divideixen en dues categories: escintil·ladors i materials detectors de semiconductors. Els centelleadors, com el iodur de sodi (NaI), el iodur de cesi (CsI) i el tungstat de cadmi (CdWO₄), converteixen l'excitació de fotons de raigs X-en llum visible, que després és llegida per tubs fotomultiplicadors o fotodíodes. Aquests materials han de tenir una alta eficiència lluminosa, un temps de decadència ràpid i una bona resposta lineal, i mostrar un cert grau de resistència a la deliquescència i al xoc mecànic. Els materials detectors de semiconductors, representats per telurur de cadmi-zinc (CZT), telurur de cadmi (CdTe), silici (Si) i germani (Ge), utilitzen fotons per generar directament parells d'electrons-forats i convertir-los en senyals elèctrics. Ofereixen avantatges com ara una alta resolució d'energia i una resposta ràpida, cosa que els fa adequats per a la imatge de medicina nuclear i l'anàlisi d'espectroscòpia dispersiva d'energia d'alta-precisió.
A més, els metalls pesants i els aliatges, com ara el plom (Pb), el bari (Ba) i els polímers que contenen plom-, s'utilitzen àmpliament en sistemes d'òptica i filtrat de raigs X-. El seu nombre atòmic elevat i les seves característiques d'alta densitat permeten el blindatge de raigs X-i l'enduriment del feix, reduint l'impacte de la dispersió de baixa-energia en la qualitat de la imatge. Pel que fa als materials de finestres per als tubs de raigs X-, el beril·li (Be) s'utilitza àmpliament a causa del seu baix nombre atòmic, bona transmissivitat i resistència mecànica, que garanteix la transmissió de raigs X-mantenint un segellat al buit.
En general, la selecció de materials de raigs X-primaris gira al voltant d'un nombre atòmic elevat, densitat adequada, propietats fisicoquímiques estables i compatibilitat amb els requisits del procés. La combinació i l'optimització de diferents materials determinen el rendiment d'imatge, la sensibilitat de detecció i la vida útil del sistema de raigs X-, formant la base material per a l'aplicació generalitzada d'aquesta tecnologia.
