Si3N4和SiC均为共价键性极强的化合物, 有相似的物理和化学性能, 在高温状态下仍保持高的键合强度。一定颗粒级配的SiC砂在均匀的Si粉包围下,通过高温氮化反应,生成的α -Si3N4及β-Si3N4把坚硬的SiC结合起来,形成致密的网络结构。Si3N4-SiC制品具有许多良好的物化性能:高温强度高、导热系数高、热震稳定性好、荷重软化点高、较低的热膨胀系数、抗高温蠕变、抗酸能力强、不被有色金属润湿、抗氧化性能好等。
由于SiC与Si3N4相比导热性较好,热膨胀系数较低,有助于降低材料内部的温度梯度和热应力,减少热冲击对材料的损伤;另一方面当SiC的含量增加材料的气孔率增加使材料在受热膨胀时有一定的空间进行结构调整,表现在宏观性能上是抗热冲击性能较好。
随着材料中Si3N4含量的增加,材料的抗氧化性能变差,变化趋势比较明显,故在保证材料必要强度的前提下应尽量减少Si3N4加入量。因此,原料中Si的主要作用是高温氮化形成Si3N4,提高材料的力学性能,而SiC则主要是提高材料的抗热震、抗氧化等高温性能。在实际生产中,应在保证材料具有合理的力学性能的前提下尽量增加SiC在原料中的比例,以提高最终制品的耐高温性能。