单晶叶片，采用单晶高温合金为材料，整个铸造叶片由一个晶粒组成。根据新思界产业研究中心发布的
《2022-2027年中国单晶叶片行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示，在航空发动机中，单晶叶片靠近燃烧室，需要在高温、高压条件下工作，对结构材料的选择、制造工艺的要求极高。使用高温合金浇注单晶叶片时，利用强大定向磁场将所有原子排列一致形成单晶体，这种单晶叶片消除了横向晶界，全部晶界平行于应力轴方向，高温性能得到显著提高。
根据新思界产业研究中心发布的
《2022-2027年中国单晶高温合金行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示，单晶高温合金是铸造高温合金的一种，铸造高温合金是熔融后直接浇注成型的高温合金，与变形高温合金相比，同成分的铸造高温合金耐热性较优，且具有强度较高、抗拉伸能力较强、不易变形等特点。单晶高温合金是铸造高温合金的三大类产品之一，其突出优点在于使用温度显著提升，具有良好的高温强度、抗蠕变性、抗疲劳性、抗氧化性、抗热腐蚀性，因此可以用于单晶叶片制造领域。
单晶高温合金技术还在不断进步，产品种类还在不断增多，例如第一代产品镍基高温合金，第二代产品定向晶界的多晶等。目前，含元素铼（Re）的镍基高温合金是制造单晶叶片的主流材料。铼金属在地壳中极为稀缺，且提纯难度大，在我国仅有炼石航空等极少数企业具有供应能力。
在全球范围内，日本在单晶叶片制造领域处于领先地位，已经开发出第五代TMS-162单晶高温合金。美国开发出的第三代单晶高温合金CMSX-10，制造的单晶叶片可以在1100℃温度与137Mpa压力下工作220小时，而日本的TMS-162单晶高温合金制造的单晶叶片在同样温度压力条件下可工作959小时。
新思界
行业分析人士表示，我国单晶合金研究起步较早，但单晶合金耐高温性能存在不足，与日本、美国相比，我国在单晶高温合金研制能力、单晶叶片制造工艺两个方面均存在差距。随着航空发动机推重比不断提高，单晶叶片工作环境温度不断上升，无法自主生产先进的单晶叶片，不利于我国航空产业发展。因此我国政府在“中国制造2025”战略中提出，国产高代次涡轮盘和单晶叶片等高温合金产品形成稳定供应能力。这有利于推动我国单晶高温合金、单晶叶片研制及生产能力不断进步。
2018年，中科院沈阳金属研究所攻克航空发动机单晶高温合金叶片典型铸造缺陷的全流程控制技术及应用成果，大幅提升了国内单晶叶片的合格率；2019年，西安交通大学机械工程学院王富教授在全球首次提出制备高温合金单晶叶片的向上“抽拉法”，可大幅简化单晶叶片的制备工艺，并大幅提高其综合性能。由此来看，未来我国单晶叶片制造能力将不断提高。
