Si3N4는 주로 공유 결합을 기반으로 하는 화합물입니다. 결합이 강하고 결합의 방향성이 강합니다. 구조물의 결함 형성 및 이동에는 많은 에너지가 필요하다. 즉, 결함 확산계수가 낮고(단점) 소결이 어렵다. 그 중 공유결합인 Si-N성분이 70%, 이온결합이 30%이다. 동시에, Si3N4의 구조 자체는 치밀하지 않기 때문에 성능을 향상시키기 위해서는 소량의 산화물 소결조제를 첨가해야 하며, 액상 소결을 통해 치밀화시킨다.
Si3N4는 두 가지 결정 형태를 포함합니다. 하나는 흰색 또는 회백색의 침상 결정인 -Si3N4이고, 다른 하나는 조밀한 입상 다면체 또는 짧은 프리즘 형태의 더 어두운 색상의 -Si3N4입니다. 둘 다 육각형 결정계이고, 꼭지점 모서리를 공유하는 [SiN4]4-사면체로 구성된 3차원 공간 네트워크입니다.
고온에서는 상이 열역학적으로 더 안정적이므로 상이 상 변화를 거쳐 상으로 변합니다. 따라서 상 함량이 높은 Si3N4 분말을 소결하면 세립형이고 긴 기둥 모양의 -Si3N4 입자를 얻을 수 있어 재료의 파괴인성이 향상된다. 그러나 세라믹 소결 시 입자의 비정상적인 성장을 제어해야 하므로 기공, 균열, 전위 결함이 나타나 재료 파손의 원인이 됩니다.
