Si3N4 er en forbindelse hovedsakelig basert på kovalente bindinger. Båndene er sterke og retningsvirkningen til bindingene er sterk. Dannelse og migrering av defekter i strukturen krever mye energi, det vil si at defektdiffusjonskoeffisienten er lav (ulemper) og den er vanskelig å sintre. Blant dem er den kovalente bindingen Si- N-komponenten 70% og den ioniske bindingen er 30%. På samme tid, fordi strukturen til Si3N4 i seg selv ikke er tett nok, for å forbedre ytelsen, må en liten mengde oksidsintringshjelpemiddel tilsettes, og den fortettes gjennom væskefasesintring.
Si3N4 inneholder to krystallformer, den ene er -Si3N4, nålformede krystaller, hvite eller off-white, og den andre er -Si3N4, mørkere i fargen, i form av tette granulære polyeder eller korte prismer. Begge er sekskantede krystallsystemer, og begge er tredimensjonale romlige nettverk sammensatt av [SiN4]4-tetraeder som deler toppunkthjørner.
Ved høye temperaturer er fasen termodynamisk mer stabil, så fasen gjennomgår en faseendring og går over i fasen. Derfor, når Si3N4-pulver med høyt faseinnhold sintres, kan det oppnås finkornede, lange søyleformede -Si3N4-korn, som forbedrer bruddseigheten til materialet. Imidlertid må den unormale veksten av partikler kontrolleres under keramisk sintring, noe som forårsaker at porer, sprekker og dislokasjonsdefekter vises og blir kilden til materialbrudd.
