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本发明一种镁合金化学转化复合膜及其制备方法,涉及镁合金构件表面防护层制备技术领域。镁合金化学转化复合膜由钼酸盐层、稀土层和石墨烯层组成,所述钼酸盐层由MgO和MgMoO4组成,所述稀土层由MgO、MgMoO4、La2O3、Nd2O3组成,石墨烯层由γ‑氨丙基三乙氧基硅烷KH‑550和氧化石墨烯GO组成。镁合金化学转化复合膜的制备方法包括表面预处理、制备钼酸盐层、制备稀土层和制备石墨烯层的步骤。制备的化学转化复合膜的化学转化液均符合绿色环境要求,制备的化学转化复合膜与基体结合良好、耐防腐蚀能力强。