Si3N4 je sloučenina založená hlavně na kovalentních vazbách. Vazby jsou silné a směrovost vazeb je silná. Vznik a migrace defektů ve struktuře vyžaduje hodně energie, to znamená, že koeficient difúze defektu je nízký (nevýhody) a je obtížné jej slinovat. Mezi nimi kovalentní vazba Si- N složka je 70 % a iontová vazba je 30 %. Současně, protože struktura samotného Si3N4 není dostatečně hustá, je pro zlepšení výkonu potřeba přidat malé množství oxidového slinovacího pomocného prostředku, který se zhušťuje slinováním v kapalné fázi.
Si3N4 obsahuje dvě krystalické formy, jedna je -Si3N4, jehlicovité krystaly, bílé nebo špinavě bílé, a druhá je -Si3N4, tmavší barvy, ve formě hustých zrnitých mnohostěnů nebo krátkých hranolů. Oba jsou hexagonální krystalové systémy a oba jsou trojrozměrné prostorové sítě složené z [SiN4]4-tetraedrů sdílejících vrcholové rohy.
Při vysokých teplotách je fáze termodynamicky stabilnější, takže fáze prochází fázovou změnou a přechází do fáze. Proto, když je prášek Si3N4 s vysokým obsahem fáze spékán, lze získat jemnozrnná dlouhá sloupcová zrna -Si3N4, což zlepšuje lomovou houževnatost materiálu. Abnormální růst částic však musí být během slinování keramiky kontrolován, což způsobí, že se objeví póry, praskliny a dislokační defekty, které se stanou zdrojem lomu materiálu.
