Si3N4 és un compost basat principalment en enllaços covalents. Els enllaços són forts i la direccionalitat dels enllaços és forta. La formació i migració de defectes a l'estructura requereix molta energia, és a dir, el coeficient de difusió del defecte és baix (inconvenients) i és difícil de sinteritzar. Entre ells, l'enllaç covalent Si- El component N és del 70% i l'enllaç iònic és del 30%. Al mateix temps, com que l'estructura de Si3N4 en si no és prou densa, per millorar el rendiment, cal afegir una petita quantitat d'ajuda de sinterització d'òxids i es densifica mitjançant la sinterització en fase líquida.
Si3N4 conté dues formes cristal·lines, una és -Si3N4, cristalls aciculars, blancs o blanquinosos, i l'altra és -Si3N4, de color més fosc, en forma de poliedres granulars densos o prismes curts. Tots dos són sistemes de cristalls hexagonals i tots dos són xarxes espacials tridimensionals compostes per [SiN4]4-tetraedres que comparteixen cantonades de vèrtex.
A altes temperatures, la fase és termodinàmicament més estable, de manera que la fase experimenta un canvi de fase i es converteix en fase. Per tant, quan es sinteritza pols de Si3N4 amb un alt contingut de fase, es poden obtenir grans de Si3N4 columnars llargs i de gra fi, que milloren la resistència a la fractura del material. Tanmateix, el creixement anormal de partícules s'ha de controlar durant la sinterització ceràmica, fent que apareguin porus, esquerdes i defectes de dislocació i es converteixin en la font de fractura del material.
