航空发动机被誉为现代工业的“皇冠上的明珠”,尤其以涡轮风扇发动机（简称涡扇发动机）为最，目前世界上先进的大型客机和高性能战斗机均采用涡扇发动机，是国家综合实力的重要标志之一。要提高涡扇发动机的性能就必须提升其关键部件——涡轮叶片的性能。涡轮叶片由于处于温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位而被列为第一关键件，这也是目前国内航空发动机工业最大的软肋之一。
涡轮叶片是涡轮发动机中工作条件最恶劣的部件，又是最重要的转动部件。在航空发动机热端部件中，涡轮叶片承受发动机起动、停车循环的高温燃气冲刷、温度交变，转子叶片受高转速下的离心力作用，要求材料在高温下具有一定蠕变强度、热机械疲劳强度、抗硫化介质腐蚀等。涡轮叶片的性能水平(特别是承温能力)成为一种型号发动机先进程度的重要标志,从某种意义上说，未来发动机叶片的铸造工艺直接决定了发动机的性能 ,也是一个国家航空工业水平的显著标志。因此，涡轮叶片材料要具有足够的高温拉伸强度、持久强度和蠕变强度，要有良好的疲劳强度及抗氧化、耐燃气腐蚀性能和适当的塑性。此外，还要求长期组织稳定性、良好的抗冲击强度、可铸性及较低的密度。
燃机功率的不断提高,是靠提高透平进气温度来实现的, 需要采用承温能力愈来愈高的先进叶片。除了高温条件,热端叶片的工作环境还处在高压、高负荷、高震动、高腐蚀的极端状态, 因而要求叶片具有极高的综合性能,这就需要叶片采用特殊的合金材料(高温合金),利用特殊的制造工艺(精密铸造加定向凝固)制成特殊的基体组织(单晶组织), 才能最大可能地满足需要。复杂单晶空心涡轮叶片已经成为当前高推重比发动机的核心技术,正是先进单晶合金材料的研究使用和双层壁超气冷单晶叶片制造技术的出现, 使单晶制备技术在当今最先进的军用和商用航空发动机发挥关键作用。目前, 单晶叶片不仅早已安装在所有先进航空发动机上,也越来也多地用在了重型燃气轮机上。
涡轮叶片的发展经历了细晶强化、定向凝固和铸造单晶三个阶段。涡轮叶片的承温能力从上世纪 40 年代的 750℃提高到了 90 年代的 1500℃左右再到目前的2000℃左右。以美国F119 发动机（美国F22猛禽战斗机发动机）为例，涡轮前温度高达 1900~2050℃，传统工艺铸造的涡轮叶片根本无法承受如此高的温度，甚至会被熔化，无法有效地工作。单晶涡轮叶片成功解决了发动机涡轮叶片耐高温的问题，单晶涡轮叶片优异的耐高温性能主要取决于整个叶片只有一个晶体，从而消除了等轴晶和定向结晶叶片多晶体结构造成晶界间在高温性能方面的缺陷。
单晶涡轮叶片是目前航空发动机所有零件中制造工序最多、周期最长、合格率最低、国外封锁和垄断最为严格的发动机零件。制造单晶涡轮叶片的工序包括压芯、修芯、型芯烧结、型芯检验、型芯与外型模具的匹配、蜡模压注、蜡模X 光检验、蜡模壁厚检测、蜡模修整、蜡模组合、引晶系统系统及浇冒口组合、涂料撤砂、壳型干燥、壳型脱蜡、壳型焙烧、叶片浇注、单晶凝固、清壳吹砂、初检、荧光检查、脱芯、打磨、弦宽测量、叶片X 光检查、X 光底片检查、型面检查、精修叶片、叶片壁厚检测、终检等制造环节。
目前世界上只有美国、俄罗斯、英国、法国、中国等少数几个国家能够制造单晶涡轮叶片。近年来，国内在单晶涡轮叶片制造方面也取得了较大的进步。
2016年4月，成都航宇超合金技术有限公司在成都召开产品发布会。发布了两款具有自主知识产权的超高温合金和单晶叶片。根据国际权威第三方检测机构美国麦锡金属处理技术服务有限公司（IMR）出具的检测报告表明，航宇公司送检的单晶叶片在高温拉伸性能、高温持久性能、宏观金相、显微组织等方面的测试结果均符合欧美标准。这一成绩也使航宇成为国内首家单晶叶片成品率达到量产水准的企业。
