镁因为其比强度高、尺寸稳定性好、易回收等优点是21世纪最具有发展潜力的绿色材料。因为镁化学性质活泼,使镁极易在工作环境中腐蚀,因此采用合适的表面处理改善镁合金表面的耐蚀性,是镁合金应用的前提。微弧氧化处理工艺简单,获得的膜层综合性能优良,是一种非常高效的表面处理技术。石墨烯是一种新型二维碳纳米材料,有优异的化学、力学性能,在防腐和减磨润滑领域具有重要的应用前景。本文将超声分散获得石墨烯分散液添加于微弧氧化电解液中,在AZ91D镁合金表面制备氧化镁/石墨烯微弧氧化膜层,研究了石墨烯浓度对氧化镁/石墨烯微弧氧化膜层制备和性能的影响。采用SEM、EDS、接触角分析仪和XRD对膜层微观结构、表面润湿性和相组成进行分析,探索了石墨烯浓度对膜层表面、截面微观形貌、浸润角和相组成的影响。结果表明:在电解液中添加石墨烯后,膜层粗糙度降低、厚度增加、表面孔径减小、孔隙率增加;当石墨烯浓度为0.15g/L时,膜层表面的孔径最小,膜层微孔内的C含量最高;石墨烯有利于增加膜层浸润角,降低膜层表面润湿性;石墨烯对膜层相组成没有明显影响,膜层主要由Mg F₂、Zr O₂、Mg O和Mg₂Zr₅O₁₂相组成。采用电化学腐蚀测试和浸泡实验分析了石墨烯浓度对膜层耐蚀性的影响。结果表明:与未添加石墨烯制备的膜层相比,添加石墨烯制备的膜层有利于提高耐蚀性。当石墨烯浓度为0.15g/L时,极化电阻最大,腐蚀电流密度最小,Nyquist图容抗弧半径最大,膜层的耐蚀性最好;在5%Na Cl溶液中浸泡21d后膜层表面没有出现明显的腐蚀现象。采用摩擦磨损测试分析了石墨烯浓度对膜层耐磨性的影响。结果表明:与未添加石墨烯制备的膜层相比,添加石墨烯制备的膜层有利于降低摩擦系数,提高耐磨性。当石墨烯浓度为0.3g/L时,对膜层的减磨效果最为明显。