Деякі дослідження показали, що розмір наповнювача має значний вплив на теплопровідність композитів. Для одного і того ж типу теплопровідного наповнювача з різними розмірами, при постійному завантаженні наповнювача, чим більший розмір наповнювача, тим менше кількість частинок і менша питома поверхня наповнювача. Це пригнічує утворення двох-фазних меж розділу, тим самим перешкоджаючи надмірному розсіюванню фононів на межі розділу. Тому наповнювачі великого-розміру можуть ефективно покращити теплопровідність композитів.
Наприклад, дослідники досліджували вплив сферичних наповнювачів Al2O3 із чотирма різними розмірами частинок (3, 10, 35, 75 мкм) на теплопровідність силіконової гуми. Результати показали, що зі збільшенням розміру частинок наповнювача Al2O3 покращилася теплопровідність композитного матеріалу.
Однак деякі вчені дійшли протилежних висновків. Дослідники ввели в силіконову гуму наповнювачі Al2O3 з різними розмірами частинок і виявили, що за однакового завантаження наповнювача теплопровідність композиту з наповнювачем 5 мкм була вищою, ніж з наповнювачем 25 мкм. При постійному завантаженні наповнювача чим менше розмір частинок наповнювача, тим краще теплопровідність композиту. Інше дослідження показало, що порівняно з мікрон-наповнювачами Al2O3 нано-наповнювачі Al2O3 продемонстрували явну перевагу в покращенні теплопровідності полімерних композитів.
Дослідники з Jiangxi Copper Technology Research Institute Co., Ltd., прагнучи розробити високо-якісні теплопровідні та електроізоляційні полімерні композити, використали мономер етилен-пропілен-дієну (EPDM) як матричний матеріал для ізоляційного полімеру. Вони вибрали Al2O3 з розміром частинок 2, 10, 20, 40 і 70 мкм як теплопровідні наповнювачі та підготували Al2O3/EPDM теплопровідні ізоляційні композити шляхом помелу на відкритому млині. Охарактеризувавши властивості вулканізації, механічні властивості, теплопровідність та ізоляційні властивості композитів, вони дослідили вплив розміру частинок на властивості композитів Al2O3/EPDM.
Результати показали, що зі збільшенням розміру частинок Al2O3 ступінь зшивання композитів поступово зменшувався, теплопровідність спочатку збільшувалася, а потім зменшувалася, а питомий об’ємний опір демонстрував загальну тенденцію до зниження. Коли розмір частинок Al2O3 становив 10 мкм, теплопровідний ізоляційний композит Al2O3/EPDM демонстрував найкращі загальні характеристики. Зроблено висновок, що розмір частинок Al2O3 істотно впливає на властивості теплопровідних ізоляційних композитів Al2O3/EPDM.
Однак інше дослідження Державної ключової лабораторії передових технологій передачі електроенергії дійшло до іншого висновку. Щоб дослідити вплив сітки наповнювача з Al2O3 на теплопровідність і діелектричні властивості поліпропіленових (ПП) композитів, вони розробили кінцево-елементну модель із довільно упакованими частинками Al2O3. Вони систематично вивчали вплив об’ємної частки наповнювача, розміру частинок наповнювача та відповідності розміру бінарних наповнювачів на теплопровідність і діелектричну проникність композитів Al2O3/PP.
Серед їхніх висновків вони розрахували вплив діаметра наповнювача Al2O3 d (5–40 мкм) на теплопровідність кінцево-елементної моделі при різних об’ємних частках наповнювача f. Результати показали, що теплопровідність моделі по суті не залежить від розміру наповнювача; лише при збільшенні об’ємної частки наповнювача f теплопровідність композиту значно покращилася.