Si3N4 est un composé principalement basé sur des liaisons covalentes. Les obligations sont fortes et leur directionnalité est forte. La formation et la migration des défauts dans la structure nécessitent beaucoup d'énergie, c'est-à-dire que le coefficient de diffusion des défauts est faible (inconvénients) et qu'il est difficile de fritter. Parmi eux, la liaison covalente Si- La composante N est de 70 % et la liaison ionique est de 30 %. Dans le même temps, comme la structure du Si3N4 elle-même n'est pas assez dense, afin d'améliorer les performances, une petite quantité d'aide au frittage d'oxyde doit être ajoutée, et elle est densifiée par frittage en phase liquide.
Si3N4 contient deux formes cristallines, l'une est -Si3N4, des cristaux aciculaires, blancs ou blanc cassé, et l'autre est -Si3N4, de couleur plus foncée, sous forme de polyèdres granulaires denses ou de prismes courts. Les deux sont des systèmes cristallins hexagonaux et tous deux sont des réseaux spatiaux tridimensionnels composés de [SiN4]4-tétraèdres partageant les coins des sommets.
À haute température, la phase est thermodynamiquement plus stable, elle subit donc un changement de phase et se transforme en phase. Par conséquent, lorsque de la poudre de Si3N4 à teneur élevée en phases est frittée, des grains de Si3N4 en colonnes longues et à grains fins peuvent être obtenus, ce qui améliore la ténacité à la rupture du matériau. Cependant, la croissance anormale des particules doit être contrôlée lors du frittage de la céramique, provoquant l'apparition de pores, de fissures et de défauts de luxation qui deviennent la source de fracture du matériau.
