本發(fā)明公開了一種采用分步加料球磨與熱壓燒結(jié)制備石墨烯增強非金屬基復合材料的方法，包括a.先將石墨烯增強體放入球磨罐中后再加入非金屬材料和磨球，然后分多次向球磨罐中加入助磨劑進行球磨直至原料混合呈均勻漿糊狀，將球磨后的漿料干燥制得復合粉料；b.將復合粉料采用真空熱壓燒結(jié)處理，制得石墨烯增強非金屬基復合材料。采用分步加料球磨的方式能夠使石墨烯均勻分散于基體材料中且分散效率高、分散穩(wěn)定性高、對石墨烯結(jié)構(gòu)無破壞，解決石墨烯易團聚的問題。通過分步加料球磨和熱壓燒結(jié)結(jié)合能能有效降低燒結(jié)溫度，減少能耗，獲得的石墨烯增強非金屬基復合材料具有最優(yōu)異的力學性能，而且能夠滿足工業(yè)化制備的要求。