journal article·2025-10

Research Progress on Corrosion Behavior of Magnesium Alloy Composites in Practical Service Conditions

Xu Gao, Zhiqi Zhu, HanDong Zhang, Jingran Yang, Zhiqin Zhu, Santosh K. Tiwari

Advanced Sustainable Systems· Volume 9· Issue 10
Publisher page

Abstract

Abstract Magnesium alloys, due to their exceptional mechanical properties, biocompatibility, and biodegradability, are recognized as revolutionary biodegradable metallic materials in orthopedic applications, significantly superior to conventional metallic and composite biomaterials. However, their excessively rapid corrosion rate in physiological environments remains a critical challenge, leading to premature loss of mechanical integrity and inducing adverse biological reactions, which significantly hinders clinical and industrial applications. This review systematically investigates the corrosion mechanisms of magnesium alloys and summarizes advanced strategies for achieving controllable degradation, including surface modification, alloy composition optimization, and additive manufacturing technologies. A comparative analysis evaluates magnesium alloys against clinically established materials (e.g., titanium alloys, stainless steel, and Co–Cr alloys). Critically, this work highlights the bidirectional modulation of degradation kinetics in emerging applications: suppressing corrosion in biomedical implants and accelerating corrosion in energy/environmental systems. These findings provide a comprehensive framework to guide the development of high‐performance magnesium alloys with tailored degradation profiles across interdisciplinary fields.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Magnesium Alloys: Properties and Applications · Aluminum Alloys Composites Properties · Corrosion Behavior and Inhibition

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

School of Minerals Processing and Bioengineering Central South University Changsha 410083 China

School of Materials Science and Engineering Central South University Changsha 410083 China

Light Alloy Research Institute Central South University Changsha 410083 China

Center of Respiratory Medicine Xiangya Hospital Central South University Changsha Hunan 410008 China

Centre for New Materials & Surface Engineering Department of Chemistry NMAM Institute of Technology Nitte University Karnataka 574110 India

References (100+)

Show source-provided references
1. 10.1093/rb/rbw01610.1093/rb/rbw016 ↗
2. 10.1155/2011/83658710.1155/2011/836587 ↗
3. 10.1016/j.msec.2007.01.01010.1016/j.msec.2007.01.010 ↗
4. 10.1002/adma.20220230510.1002/adma.202202305 ↗
5. 10.1002/jor.2140910.1002/jor.21409 ↗
6. 10.1016/j.msec.2007.02.00110.1016/j.msec.2007.02.001 ↗
7. 10.1007/s10856-022-06641-y10.1007/s10856-022-06641-y ↗
8. 10.3390/met1201008510.3390/met12010085 ↗
9. 10.1038/s41598-023-34177-w10.1038/s41598-023-34177-w ↗
10. 10.1002/jbm.82028110210.1002/jbm.820281102 ↗
11. Dietrich K. A. · J Dtsch Dermatol Ges · 2009 · 7 · 410
12. 10.1038/s41467-018-04981-410.1038/s41467-018-04981-4 ↗
13. 10.1038/s41467-024-48071-010.1038/s41467-024-48071-0 ↗
14. 10.1038/ncomms1106810.1038/ncomms11068 ↗
15. 10.1016/j.jma.2023.07.01110.1016/j.jma.2023.07.011 ↗
16. 10.1002/advs.20190244310.1002/advs.201902443 ↗
17. 10.1016/j.corsci.2007.01.00110.1016/j.corsci.2007.01.001 ↗
18. 10.1002/adem.20050001310.1002/adem.200500013 ↗
19. 10.1038/nmat254210.1038/nmat2542 ↗
20. 10.3390/ma1714357010.3390/ma17143570 ↗
21. 10.1016/j.rinp.2018.05.03410.1016/j.rinp.2018.05.034 ↗
22. 10.3390/jfb1411053510.3390/jfb14110535 ↗
23. 10.1016/j.jmrt.2023.06.03110.1016/j.jmrt.2023.06.031 ↗
24. 10.1016/j.matchar.2024.11399410.1016/j.matchar.2024.113994 ↗
25. 10.3390/ma1503103210.3390/ma15031032 ↗
26. 10.3390/met1306108610.3390/met13061086 ↗
27. 10.3390/mi1501015210.3390/mi15010152 ↗
28. 10.1002/jor.110010061410.1002/jor.1100100614 ↗
29. 10.1016/S0098-2997(02)00089-410.1016/S0098-2997(02)00089-4 ↗
30. 10.3390/nu1304113610.3390/nu13041136 ↗
31. 10.3390/nu709538810.3390/nu7095388 ↗
32. 10.1016/j.jallcom.2007.07.06110.1016/j.jallcom.2007.07.061 ↗
33. 10.1016/j.jmrt.2025.03.18810.1016/j.jmrt.2025.03.188 ↗
34. 10.1016/j.corsci.2012.01.02110.1016/j.corsci.2012.01.021 ↗
35. 10.1016/j.msea.2022.14361110.1016/j.msea.2022.143611 ↗
36. 10.1038/nature2169110.1038/nature21691 ↗
37. 10.1038/s41563-022-01298-y10.1038/s41563-022-01298-y ↗
38. 10.1016/j.jmatprotec.2022.11760610.1016/j.jmatprotec.2022.117606 ↗
39. 10.3390/ma1715385110.3390/ma17153851 ↗
40. 10.2478/v10172-012-0066-810.2478/v10172-012-0066-8 ↗
41. 10.1016/S1003-6326(22)65984-310.1016/S1003-6326(22)65984-3 ↗
42. 10.1021/acsbiomaterials.1c0021810.1021/acsbiomaterials.1c00218 ↗
43. 10.3390/met501000110.3390/met5010001 ↗
44. 10.3390/met1201003910.3390/met12010039 ↗
45. 10.1016/j.scriptamat.2018.05.04710.1016/j.scriptamat.2018.05.047 ↗
46. 10.1016/j.jallcom.2015.12.05710.1016/j.jallcom.2015.12.057 ↗
47. 10.1016/j.mseb.2011.02.02510.1016/j.mseb.2011.02.025 ↗
48. 10.1016/j.jmbbm.2012.04.00710.1016/j.jmbbm.2012.04.007 ↗
49. 10.1016/j.jmbbm.2012.02.00210.1016/j.jmbbm.2012.02.002 ↗
50. 10.1016/j.actbio.2013.01.03210.1016/j.actbio.2013.01.032 ↗
51. 10.1016/j.scriptamat.2016.09.01510.1016/j.scriptamat.2016.09.015 ↗
52. 10.1016/j.jmrt.2023.08.05510.1016/j.jmrt.2023.08.055 ↗
53. 10.1016/j.msea.2012.06.05910.1016/j.msea.2012.06.059 ↗
54. 10.1016/j.msea.2006.10.01610.1016/j.msea.2006.10.016 ↗
55. 10.1016/j.matdes.2012.07.02310.1016/j.matdes.2012.07.023 ↗
56. 10.2320/matertrans.47.95910.2320/matertrans.47.959 ↗
57. 10.2320/matertrans.MER200714210.2320/matertrans.MER2007142 ↗
58. 10.1016/j.msea.2013.11.04310.1016/j.msea.2013.11.043 ↗
59. 10.1016/j.msea.2007.09.04310.1016/j.msea.2007.09.043 ↗
60. 10.1016/j.scriptamat.2008.08.00110.1016/j.scriptamat.2008.08.001 ↗
61. 10.1016/j.matdes.2015.09.08710.1016/j.matdes.2015.09.087 ↗
62. 10.1016/j.msea.2009.10.03110.1016/j.msea.2009.10.031 ↗
63. Grubbs R. D. · Magnesium · 1987 · 6 · 113
64. 10.1016/S0921-5093(97)80089-510.1016/S0921-5093(97)80089-5 ↗
65. 10.5049/EBP.2008.6.2.8610.5049/EBP.2008.6.2.86 ↗
66. Beyenbach K. W. · Magnes Trace Elem · 1990 · 9 · 233
67. 10.1016/0003-9861(92)90086-C10.1016/0003-9861(92)90086-C ↗
68. 10.1016/j.actbio.2010.10.03110.1016/j.actbio.2010.10.031 ↗
69. 10.1002/jbm.b.3194010.1002/jbm.b.31940 ↗
70. 10.1016/j.biomaterials.2007.12.02110.1016/j.biomaterials.2007.12.021 ↗
71. 10.1016/j.actbio.2010.08.02010.1016/j.actbio.2010.08.020 ↗
72. 10.1016/j.biomaterials.2004.09.04910.1016/j.biomaterials.2004.09.049 ↗
73. 10.1016/j.jma.2020.02.00810.1016/j.jma.2020.02.008 ↗
74. 10.1016/j.actbio.2009.10.00710.1016/j.actbio.2009.10.007 ↗
75. 10.1016/j.bioactmat.2021.06.03210.1016/j.bioactmat.2021.06.032 ↗
76. Kaesel V. · 2005 · 534
77. 10.1016/j.cej.2024.14901610.1016/j.cej.2024.149016 ↗
78. 10.3390/bioengineering910054210.3390/bioengineering9100542 ↗
79. 10.3390/bioengineering906025510.3390/bioengineering9060255 ↗
80. 10.1016/j.jma.2023.02.00810.1016/j.jma.2023.02.008 ↗
81. 10.1016/j.jma.2023.02.00210.1016/j.jma.2023.02.002 ↗
82. 10.3390/coatings1101007010.3390/coatings11010070 ↗
83. 10.1039/D2RA04907D10.1039/D2RA04907D ↗
84. 10.1016/j.actbio.2021.03.06810.1016/j.actbio.2021.03.068 ↗
85. 10.1016/j.jma.2021.12.00710.1016/j.jma.2021.12.007 ↗
86. 10.1016/j.matdes.2024.11276910.1016/j.matdes.2024.112769 ↗
87. 10.1016/j.matdes.2019.10825910.1016/j.matdes.2019.108259 ↗
88. 10.1016/j.actbio.2012.02.01810.1016/j.actbio.2012.02.018 ↗
89. 10.1016/j.actbio.2009.10.01210.1016/j.actbio.2009.10.012 ↗
90. 10.1016/j.msec.2016.06.01710.1016/j.msec.2016.06.017 ↗
91. 10.1016/j.msec.2015.11.03710.1016/j.msec.2015.11.037 ↗
92. 10.1016/j.actbio.2016.03.04110.1016/j.actbio.2016.03.041 ↗
93. 10.1016/j.biomaterials.2017.12.00710.1016/j.biomaterials.2017.12.007 ↗
94. 10.1016/j.actbio.2013.03.03510.1016/j.actbio.2013.03.035 ↗
95. 10.1016/j.actbio.2011.11.00810.1016/j.actbio.2011.11.008 ↗
96. 10.1016/j.actbio.2013.12.04010.1016/j.actbio.2013.12.040 ↗
97. 10.1038/srep0236710.1038/srep02367 ↗
98. 10.3390/coatings1212182110.3390/coatings12121821 ↗
99. 10.1016/j.biomaterials.2015.02.09610.1016/j.biomaterials.2015.02.096 ↗
100. 10.1088/1468-6996/11/1/01410510.1088/1468-6996/11/1/014105 ↗