Si3N4 é um composto baseado principalmente em ligações covalentes. Os laços são fortes e a direcionalidade dos laços é forte. A formação e migração de defeitos na estrutura requerem muita energia, ou seja, o coeficiente de difusão do defeito é baixo (desvantagens) e é difícil de sinterizar. Entre eles, a ligação covalente Si- O componente N é de 70% e a ligação iônica é de 30%. Ao mesmo tempo, como a estrutura do Si3N4 em si não é suficientemente densa, para melhorar o desempenho, é necessário adicionar uma pequena quantidade de auxiliar de sinterização de óxido, que é densificado através da sinterização em fase líquida.
Si3N4 contém duas formas cristalinas, uma é -Si3N4, cristais aciculares, brancos ou esbranquiçados, e a outra é -Si3N4, de cor mais escura, na forma de poliedros granulares densos ou prismas curtos. Ambos são sistemas de cristal hexagonais e ambos são redes espaciais tridimensionais compostas de [SiN4]4-tetraedros compartilhando cantos de vértices.
Em altas temperaturas, a fase é termodinamicamente mais estável, então a fase sofre uma mudança de fase e se transforma em fase. Portanto, quando o pó de Si3N4 com alto teor de fase é sinterizado, podem ser obtidos grãos de -Si3N4 colunares longos e de granulação fina, o que melhora a tenacidade à fratura do material. No entanto, o crescimento anormal de partículas deve ser controlado durante a sinterização cerâmica, fazendo com que poros, trincas e defeitos de deslocamento apareçam e se tornem fonte de fratura do material.
