In the past two years, significant progresses have been achieved in high-performance cast and wrought magnesium and magnesium alloys, magnesium-based composites, advanced cast technologies, advanced processing technologies, and functional magnesium materials, such as Mg ion batteries, hydrogen storage Mg materials, bio-magnesium alloys, etc. Great contributions to the development of new magnesium alloys and their processing technologies have been made by Chongqing University, Shanghai Jiaotong University, Chinese Academy of Sciences, Helmholtz Zentrum Geesthacht, Queensland University, Brunel University, etc. This review paper is aimed to summarize the latest important advances in cast magnesium alloys, wrought magnesium alloys and functional magnesium materials worldwide in 2018–2019, including both the development of new materials and the innovation of their processing technologies. Based on the issues and challenges identified here, some future research directions are suggested, including further development of high-performance magnesium alloys having high strength and superior plasticity together with high corrosion resistance and low cost, and fundamental research on the phase diagram, diffusion, precipitation, etc., as well as the development of advanced welding and joining technology.

Research on magnesium alloys continues to attract great attention, with more than 3000 papers on magnesium and magnesium alloys published and indexed in SCI in 2020 alone. The results of bibliometric analyses show that microstructure control and mechanical properties of Mg alloys are continuously the main research focus, and the corrosion and protection of Mg alloys are still widely concerned. The emerging research hot spots are mainly on functional magnesium materials, such as Mg ion batteries, hydrogen storage Mg materials, and bio-magnesium alloys. Great contributions to the research and development of magnesium alloys in 2020 have been made by Chongqing University, Chinese Academy of Sciences, Central South University, Shanghai Jiaotong University, Northeastern University, Helmholtz Zentrum Geesthacht, etc. The directions for future research are suggested, including: 1) the synergistic control of microstructures to achieve high-performance magnesium alloys with concurrent high strength and superior plasticity along with high corrosion resistance and low cost; 2) further development of functional magnesium materials such as Mg batteries, hydrogen storage Mg materials, structural-functional materials and bio-magnesium materials; 3) studies on the effective corrosion protection and control of degradation rate of magnesium alloys; 4) further improvement of advanced processing technology on Mg alloys.

In recent years, graphene has attracted considerable research interest in all fields of science due to its unique properties. Its excellent mechanical properties lead it to be used in nano-composites for strength enhancement. This paper reports an Aluminum–Graphene Nanoplatelets (Al/GNPs) composite using a semi-powder method followed by hot extrusion. The effect of GNP nano-particle integration on tensile, compressive and hardness response of Al is investigated in this paper. It is demonstrated that 0.3 wt% Graphene Nanoplatelets distributed homogeneously in the matrix aluminum act as an effective reinforcing filler to prevent deformation. Compared to monolithic aluminum (in tension), Al–0.3 wt% GNPs composite exhibited higher 0.2% yield strength (+14.7%), ultimate tensile strength (+11.1%) and lower failure strain (−40.6%). Surprisingly, compared to monolithic Al (in compression), Al–0.3 wt% GNPs composite exhibited same 0.2% compressive yield strength and lower ultimate compression strength (−7.8%), and lower failure strain (−20.2%). The Al–0.3 wt% GNPs composite exhibited higher Vickers hardness compared to monolithic aluminum (+11.8%). Scanning electron microscopy (SEM), Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) and X-ray diffraction (XRD) were used to investigate the surface morphology, elemental percentage composition, and phase analysis, respectively.

Magnesium alloys are characterized by their low density (approximately 1.8 g/cm3 for magnesium alloys), high strength, large modulus of elasticity, good heat dissipation, good shock absorption, greater ability to withstand impact load than aluminum alloys, good corrosion resistance to organic matter and alkalinity. According to the statistical analysis of literature data collected by Web of Science Core Collection, it can be found that the growth rate of publications on magnesium alloy during 2008–2018 is significantly higher than the overall growth rate of alloy research papers. In the past 11 years, the Web of Science Core Collection has collected 21,440 papers on magnesium alloys, averaging nearly 2000 papers annually, of which 2768 papers were collected in 2018, an increase of 206% over 2008, accounting for more than one fifth of the total literature on alloy research. Magnesium alloys have become an important lightweight metallic structural material and have been widely studied worldwide. As the only journal focusing on magnesium alloy research which devoted to the coverage and dissemination of global research on magnesium alloys. This article statistically analyzes all the academic articles published by Journal of Magnesium and Alloys (JMA) from 2013 to 2018 and compares them with all the articles containing magnesium alloy in their titles on the Web of Science during this period. The development trends of magnesium alloys are summarized based on these articles, and the influence and academic value of the articles published by JMA are summarized as well. This paper hopes to better realize the value of JMA, help better spread the academic research of magnesium alloys, and promote the development of global magnesium alloy research.

Metal-organic framework (MOF) glasses are promising candidates for membrane fabrication due to their significant porosity, the ease of processing, and most notably, the potential to eliminate the grain boundary that is unavoidable for polycrystalline MOF membranes. Herein, we developed a ZIF-62 MOF glass membrane and exploited its intrinsic gas-separation properties. The MOF glass membrane was fabricated by melt-quenching treatment of an in situ solvothermally synthesized polycrystalline ZIF-62 MOF membrane on a porous ceramic alumina support. The molten ZIF-62 phase penetrated into the nanopores of the support and eliminated the formation of intercrystalline defects in the resultant glass membrane. The molecular sieving ability of the MOF membrane is remarkably enhanced via vitrification. The separation factors of the MOF glass membrane for H2 /CH4 , CO2 /N2 and CO2 /CH4 mixtures are 50.7, 34.5, and 36.6, respectively, far exceeding the Robeson upper bounds.

Covalent organic frameworks (COFs) hold great promise in molecular separations owing to their robust, ordered and tunable porous network structures. Currently, the pore size of COFs is usually much larger than most small molecules. Meanwhile, the weak interlamellar interaction between COF nanosheets impedes the preparation of defect-free membranes. Herein, we report a series of COF membranes through a mixed-dimensional assembly of 2D COF nanosheets and 1D cellulose nanofibers (CNFs). The pore size of 0.45-1.0 nm is acquired from the sheltering effect of CNFs, rendering membranes precise molecular sieving ability, besides the multiple interactions between COFs and CNFs elevate membrane stability. Accordingly, the membranes exhibit a flux of 8.53 kg m-2 h-1 with a separation factor of 3876 for n-butanol dehydration, and high permeance of 42.8 L m-2 h-1 bar-1 with a rejection of 96.8% for Na2SO4 removal. Our mixed-dimensional design may inspire the fabrication and application of COF membranes.

Mg-based materials are one of the most promising hydrogen storage candidates due to their high hydrogen storage capacity, environmental benignity, and high Clarke number characteristics. However, the limited thermodynamics and kinetic properties pose major challenges for their engineering applications. Herein, we review the recent progress in improving their thermodynamics and kinetics, with an emphasis on the models and the influence of various parameters in the calculated models. Subsequently, the impact of alloying, composite, and nano-crystallization on both thermodynamics and dynamics are discussed in detail. In particular, the correlation between various modification strategies and the hydrogen capacity, dehydrogenation enthalpy and temperature, hydriding/dehydriding rates are summarized. In addition, the mechanism of hydrogen storage processes of Mg-based materials is discussed from the aspect of classical kinetic theories and microscope hydrogen transferring behavior. This review concludes with an outlook on the remaining challenge issues and prospects.

More than 4000 papers in the field of Mg and Mg alloys were published and indexed in Web of Science (WoS) Core Collection database in 2021. The bibliometric analyses indicate that the microstructure, mechanical properties, and corrosion of Mg alloys still are the main research focus. Mg ion batteries and hydrogen storage Mg materials have attracted much attention. Significant contributions to the research and development of magnesium alloys were made by Chongqing University, Shanghai Jiaotong University, and Chinese Academy of Sciences in China, Helmholtz Zentrum Hereon in Germany, Ohio State University in the United States, the University of Queensland in Australia, Kumanto University in Japan, and Seoul National University in Korea, University of Tehran in Iran, etc.. This review is aimed to summarize the progress in the development of structural and functional Mg and Mg alloys in 2021. Based on the issues and challenges identified here, some future research directions are suggested.