원자력급 흑연의 신뢰성 있는 파괴인성값을 얻기 위한 시험과 인화기구에 대한 연구가 수행되었다. 시험재료는 IG-11 흑연을 사용하였고, 3점 굽힘시험을 수행하기 위해 SENB 시편을 사용하였다. 이동식 현미경과 직류전위차(DCPD)법을 통해 균열의 시작 및 전파과정을 관찰하였다. $K_{IC}$ 값에 영향을 미칠 수 있는 시험 변수들에 대한 파괴시험 후, 결정된 조건을 이용해 와이블 확률 분석을 수행하여 시험방법의 신뢰성을 평가하였다. 균열진전에 따른 파괴인성 변화를 관찰하기 위해 R-curve 분석을 하였고, 이에 영향을 미치는 미세구조관찰을 수행하였다.
원자력급 흑연의 균열시작점은 직류전위차법에 의해 비교적 정확하고, 재현성 있는 값을 얻을 수 있었다. 실험변수에 대한 시험결과 파괴인성값은 시편의 두께와 초기균열길이에 영향을 크게 받았다. a0/W가 0.1에서 0.5사이, 그리고 시편의 두께는 10 mm에서 15 mm사이에서 일정하게 나타났고, loading rate 에 따른 파괴인성값의 변화는 관찰 되지 않았다. 이로부터 결정된 시험조건으로부터 30개에 대해 파괴시험을 수행한 결과 $K_{IC}$ 의 평균값이 $0.867 MPa m^{1/2}$ 으로 일반적으로 알려진 $0.74 MPa m^{＼frac{1}{2}}$ 에서 $1.2 MPa m^{1/2}$ 정도의 값에 잘 일치했고, 실험 방법에 대한 와이블 계수는 16.24로 매우 높게 측정이 되었다. 즉, 파괴인성값의 분포가 매우 좁음을 알 수 있고, 본 실험에서 수행된 파괴인성 시험법은 충분히 신뢰성이 있다고 판단된다.
직류전위차법에 의해 구해진 균열길이는 이동식 현미경에 의해 측정된 균열길이보다 저평가 되었으며, 이는 균열이 이미 진전한 후에도 여전히 붙어 있는 bridged coke particle을 통해서 누전 되었기 때문이다. 비록 이동식 현미경이 실제 균열의 진전 거동을 잘 나타내고 있지만 사용의 제약으로 인해, 직류전위차법은 여전히 중요하게 다뤄져야 하며, 균열길이의 보정이 요구된다. 이동식 현미경을 통해 구해진 균열길이를 이용해 파괴저항특성을 분석해본 결과, rising R-curve 거동이 관찰 되었으며, 이는 균열이 진전됨에 따라서 파괴저항성이 증가함을 의미한다. 여기에 영향을 미치는 요인으로는 crack bridging과 microcracking 등으로 설명되고 있으나, 미세구조의 관찰결과로 부터 crack meandering과 branching에 의한 계면에너지의 증가, 그리고 crack deflection에 의한 shear cracking으로 마찰력이 증가하여 파괴인성이 역시 증가함을 알 수 있었다.
