Silicio nitrido cheminė ir fizinė struktūra priklauso nuo silicio ir azoto santykio. Šio junginio kristalinė struktūra daugiausia yra tetraedrinė. Kiekvienas azoto atomas yra prijungtas prie trijų silicio atomų, taip sudarydamas stiprių kovalentinių ryšių tinklą. Mikrostruktūra gali būti modifikuojama naudojant skirtingas sintezės metodikas, todėl gaunamos įvairios morfologijos, įskaitant granules, miltelius ir blokus. Kiekviena forma yra pritaikyta tam tikriems pramonės reikalavimams.
Silicio nitridas pasižymi dideliu kietumu. Silicio nitridas yra kietesnis nei dauguma metalų ir keramikos, todėl suteikia jam aukštą atsparumo dilimui laipsnį.
- Pasižymi stabilumu aukštesnėje temperatūroje: silicio nitridas gali atlaikyti aukštesnę nei 1700 laipsnių temperatūrą, todėl tai yra optimali medžiaga aukštoje temperatūroje.
- Atsparus korozijai: Silicio nitridas yra atsparus daugumai cheminių medžiagų, įskaitant rūgštis ir šarmus.
- Izoliuoja elektrą: Silicio nitridas, nepaisant savo gebėjimo praleisti šilumą, yra veiksmingas izoliatorius. Dėl to jis yra optimalus pasirinkimas aukštos įtampos programoms.
- Šilumos laidumas: dėl savo gebėjimo praleisti šilumą jis yra vertingas šilumos valdymo sistemų komponentas.
Silicio nitridas gali būti sintetinamas įvairiais būdais, įskaitant šiuos:
- Veikiant aukštai temperatūrai, kol suirs. Esant aukštesnei temperatūrai, silicis reaguoja su amoniaku ir susidaro silicio nitridas.
- Cheminis nusodinimas garais (CVD): vykstant reakcijai tarp silicio ir amoniako susidaro plona silicio nitrido plėvelė.
Reakcinis sukepinimas yra procesas, kurio metu medžiaga susidaro vykstant cheminei reakcijai tarp dviejų ar daugiau medžiagų. Esant aukštesnei temperatūrai, vykstant reakcijai tarp silicio miltelių ir amoniako susidaro masinė silicio nitrido struktūra.
