采用化学共沉积法合成了ZnO改性石墨烯纳米片(GNS)并添加到AZ91D合金中制备了AZ91D-0.1GNS镁基复合材料,测试了复合材料的力学性能,并利用光学显微镜、X射线衍射仪、 X射线光电子能谱仪、扫描电镜和能谱仪对ZnO改性GNS复合材料显微组织和断口形貌进行了表征与分析。结果表明,ZnO能有效包覆到GNS表面,显著提高了镁合金的强度、伸长率和显微硬度。ZnO改性GNS显著细化镁合金的晶粒组织,改善了GNS与镁基体的强界面结合质量,细晶强化、应力转移强化效果明显。