Si3N4 on yhdiste, joka perustuu pääasiassa kovalenttisiin sidoksiin. Sidoslainat ovat vahvoja ja joukkovelkakirjojen suuntaus on vahva. Vikojen muodostuminen ja kulkeutuminen rakenteessa vaativat paljon energiaa, eli vian diffuusiokerroin on alhainen (haittoja) ja sitä on vaikea sintrata. Niistä kovalenttinen sidos Si-N-komponentti on 70 % ja ionisidos 30 %. Samaan aikaan, koska itse Si3N4:n rakenne ei ole tarpeeksi tiheä, suorituskyvyn parantamiseksi on lisättävä pieni määrä oksidisintrausapuainetta ja se tiivistetään nestefaasisintrauksella.
Si3N4 sisältää kaksi kidemuotoa, joista toinen on -Si3N4, neulamaisia kiteitä, valkoisia tai luonnonvalkoisia, ja toinen on -Si3N4, väriltään tummempi, tiheiden rakeisten polyhedronien tai lyhyiden prismien muodossa. Molemmat ovat kuusikulmaisia kidejärjestelmiä, ja molemmat ovat kolmiulotteisia spatiaalisia verkkoja, jotka koostuvat [SiN4]4-tetraedreistä, jotka jakavat kärkikulmat.
Korkeissa lämpötiloissa faasi on termodynaamisesti vakaampi, joten faasi käy läpi faasimuutoksen ja muuttuu faasiksi. Siksi sintrattaessa korkean faasipitoisuuden omaavaa Si3N4-jauhetta voidaan saada hienorakeisia, pitkiä pylväsmäisiä -Si3N4-rakeita, mikä parantaa materiaalin murtolujuutta. Hiukkasten epänormaalia kasvua on kuitenkin valvottava keraamisen sintrauksen aikana, mikä aiheuttaa huokosten, halkeamien ja sijoiltaan sijoittuvien vikojen ilmaantumisen ja materiaalin murtumisen lähteen.
