Dažos pētījumos ir norādīts, ka pildvielas izmēram ir būtiska ietekme uz kompozītmateriālu siltumvadītspēju. Tāda paša veida siltumvadītajai pildvielai ar dažādiem izmēriem, pie pastāvīgas pildvielas slodzes, jo lielāks ir pildvielas izmērs, jo mazāks ir daļiņu skaits un jo mazāks ir pildvielas īpatnējais virsmas laukums. Tas nomāc divu-fāžu saskarņu veidošanos, tādējādi kavējot pārmērīgu fononu izkliedi saskarnēs. Tāpēc liela izmēra -pildvielas var efektīvi uzlabot kompozītmateriālu siltumvadītspēju.
Piemēram, pētnieki pētīja sfērisku Al2O3 pildvielu ar četriem dažādiem daļiņu izmēriem (3, 10, 35, 75 μm) ietekmi uz silikona gumijas siltumvadītspēju. Rezultāti parādīja, ka, palielinoties Al2O3 pildvielas daļiņu izmēram, uzlabojās kompozītmateriāla siltumvadītspēja.
Tomēr daži zinātnieki ir nonākuši pie pretējiem secinājumiem. Pētnieki silikona gumijā ieviesa dažāda izmēra Al2O3 pildvielas un atklāja, ka pie vienas un tās pašas pildvielas slodzes kompozītmateriāla siltumvadītspēja ar 5 μm pildvielu bija augstāka nekā ar 25 μm pildvielu. Pastāvīgas pildvielas slodzes apstākļos, jo mazāks ir pildvielas daļiņu izmērs, jo labāka ir kompozītmateriāla siltumvadītspēja. Citā pētījumā tika norādīts, ka, salīdzinot ar mikro-izmēra Al2O3 pildvielām, nano-izmēra Al2O3 pildvielām bija skaidra priekšrocība polimēru kompozītmateriālu siltumvadītspējas uzlabošanā.
Pētnieki no Jiangxi Copper Technology Research Institute Co., Ltd., cenšoties izstrādāt augstas kvalitātes siltumvadošus un elektriski izolējošus polimēru kompozītmateriālus, izmantoja etilēna-propilēna-diēna monomēru (EPDM) kā izolācijas polimēra matricas materiālu. Viņi kā siltumvadošus pildvielas izvēlējās Al2O3 ar daļiņu izmēru 2, 10, 20, 40 un 70 μm un sagatavoja Al2O3/EPDM siltumizolācijas kompozītmateriālus, frēzējot, izmantojot atvērtu dzirnavu. Raksturojot kompozītu vulkanizācijas īpašības, mehāniskās īpašības, siltumvadītspēju un izolācijas īpašības, viņi pētīja daļiņu izmēra ietekmi uz Al2O3/EPDM kompozītu īpašībām.
Rezultāti parādīja, ka, palielinoties Al2O3 daļiņu izmēram, kompozītu šķērssaistīšanas pakāpe pakāpeniski samazinājās, siltumvadītspēja vispirms palielinājās un pēc tam samazinājās, un tilpuma pretestība uzrādīja vispārēju lejupejošu tendenci. Kad Al2O3 daļiņu izmērs bija 10 μm, Al2O3/EPDM siltumvadītajam izolācijas kompozītam bija vislabākā kopējā veiktspēja. Secināts, ka Al2O3 daļiņu izmērs būtiski ietekmē Al2O3/EPDM siltumvadīto izolācijas kompozītmateriālu īpašības.
Tomēr citā pētījumā, ko veica Valsts uzlabotās enerģijas pārvades tehnoloģiju laboratorija, tika izdarīts atšķirīgs secinājums. Lai izpētītu Al2O3 konstruētā pildvielu tīkla ietekmi uz polipropilēna (PP) kompozītmateriālu siltumvadītspēju un dielektriskajām īpašībām, viņi izstrādāja galīgo elementu modeli ar nejauši iesaiņotām Al2O3 daļiņām. Viņi sistemātiski pētīja pildvielas tilpuma daļas, pildvielas daļiņu izmēra un bināro pildvielu izmēru saskaņošanas ietekmi uz Al2O3/PP kompozītu siltumvadītspēju un dielektrisko konstanti.
Starp saviem atklājumiem viņi aprēķināja Al2O3 pildvielas diametra d (5–40 μm) ietekmi uz galīgo elementu modeļa siltumvadītspēju dažādās pildvielas tilpuma frakcijās f. Rezultāti parādīja, ka modeļa siltumvadītspēja būtībā nebija atkarīga no pildvielas izmēra; tikai tad, kad palielinājās pildvielas tilpuma daļa f, kompozīta siltumvadītspēja būtiski uzlabojās.