鐵粉發熱包（常見于自熱食品、暖手寶等）的發熱原理本質上是鐵的氧化反應（生銹），這是一個放熱過程。通過精心設計的配方和結構，將這一緩慢的自然過程大幅加速并集中釋放熱量。其原理和關鍵要素如下：

1. 反應：鐵的氧化

* 主要反應物：鐵粉（Fe） （細粉末，提供巨大的反應表面積）。

* 氧化劑：氧氣（O?） （來自空氣）。

* 反應方程式：`4Fe + 3O? → 2Fe?O?` （生成三氧化二鐵，即鐵銹） + 熱量。

* 這是典型的放熱反應。鐵粉越細，與氧氣的接觸面積越大，反應速率越快，產熱越集中猛烈。

2. 加速與增效的關鍵組分：

* 水（H?O）：通常以無紡布包裹或預先加入少量水。水的作用至關重要：

* 電解質作用：溶解配方中的鹽形成離子，顯著提高體系的導電性。

* 形成原電池：水與鐵粉、活性炭等接觸，形成無數微小原電池，加速鐵的氧化（電化學腐蝕）。

* 參與反應：在潮濕環境下，鐵更易發生氧化反應。

* 活性炭（C）：

* 吸附氧氣：巨大的比表面積能快速吸附并富集大量空氣中的氧氣，源源不斷供給鐵粉反應。

* 分散作用：防止鐵粉結塊，保持疏松多孔結構，利于氧氣和水汽滲透擴散。

* 形成原電池：與鐵粉接觸，作為陰促進電化學腐蝕。

* 氯化鈉（NaCl，）：

* 電解質：溶于水后提供離子（Na?, Cl?），顯著增強溶液的導電性，加速電化學腐蝕過程，是反應速率的關鍵催化劑。

* 降低水的冰點：在低溫環境下也能保證液態水存在。

* 蛭石：

* 保溫儲熱：具有優異的吸水性、保水性和隔熱性。它能吸收部分反應產生的水蒸氣（或配方中的水），儲存熱量并緩慢釋放，同時其疏松結構起到保溫層作用，防止熱量瞬間散失過快，延長發熱時間，使溫度更均勻持久。

* 物理支撐：防止內容物在運輸中壓實，保持透氣性。

3. 反應啟動與過程：

* 當用戶撕開發熱包外層（通常為不透氣的塑料膜），將發熱包放入自熱食品盒底或暖手寶內膽中，加入冷水。

* 水迅速滲透無紡布，浸濕內容物（鐵粉、活性炭、鹽、蛭石等）。

* 鹽溶解形成電解質溶液。

* 活性炭吸附大量空氣（氧氣）并分散在體系中。

* 鐵粉在電解質溶液環境中，與活性炭形成無數微小原電池，同時活性炭富集的氧氣直接參與氧化反應。

* 鐵粉被迅速氧化成氧化鐵（鐵銹），并釋放出大量熱量（反應焓變）。

* 蛭石吸收部分水汽和熱量，延緩熱量散失，維持較長時間的溫熱狀態。

* 反應產生的氣體（主要是氫氣 H?，在電化學腐蝕的陽反應 `Fe → Fe2? + 2e?` 和陰反應 `2H?O + 2e? → H? + 2OH?` 中產生）和水蒸氣通過透氣無紡布緩慢排出。

總結： 鐵粉發熱包的是利用鐵氧化生銹的放熱本質，通過使用細鐵粉提供巨大反應面積，活性炭富集氧氣，和水形成高導電電解質溶液加速電化學腐蝕，蛭石保溫儲熱延長時效，終將緩慢的生銹過程轉化為快速、可控、持久的集中發熱。其溫度可達90°C以上，并可持續數十分鐘至數小時。