氮化硅分子式為Si3N4,屬于共價(jià)鍵結(jié)合的化合物，氮化硅陶瓷屬多晶材料，晶體結(jié)構(gòu)屬六方晶系，一般分為α、β兩種晶向，均由[SiN4 ]4- 四面體構(gòu)成，其中β- Si3N4對(duì)稱性較高，摩爾體積較小，在溫度上是熱力學(xué)穩(wěn)定相，而α- Si3N4在動(dòng)力學(xué)上較容易生成，高溫（1400℃～1800℃）時(shí)，α相會(huì)發(fā)生相變，成為β型，這種相變是不可逆的，故α相有利于燒結(jié)。

不同晶相得氮化硅外觀是不同的，α- Si3N4呈白色或灰白色疏松羊毛狀或針狀體，β- Si3N4則顏色較深，呈致密的顆粒狀多面體或短棱柱體，氮化硅晶須是透明或半透明的，氮化硅陶瓷的外觀呈灰色、藍(lán)灰到灰黑色，因密度、相比例的不同而異，也有因添加劑呈其他色澤。氮化硅陶瓷表面經(jīng)拋光后，有金屬光澤。

化硅的理論密度為3100±10kg/m3，實(shí)際測(cè)得α- Si3N4的真比重為3184 kg/m3，β- Si3N4的真比重為3187 kg/m3。氮化硅陶瓷的體積密度因工藝而變化較大，一般為理論密度的80%以上，大約在2200～3200 kg/m3之間，氮化硅發(fā)熱體氣孔率的高低是密度不同的主要原因，反應(yīng)燒結(jié)氮化硅的氣孔率一般在20%左右，密度是2200～2600 kg/m3，而熱壓氮化硅氣孔率在5%以下，密度達(dá)3000～3200 kg/m3，與用途相近的其他材料比較，不僅密度低于所有高溫合金，而且在高溫結(jié)構(gòu)陶瓷中也是密度較低的一種。