铁粉发热包（常见于自热食品、暖手宝等）的发热原理本质上是铁的氧化反应（生锈），这是一个放热过程。通过精心设计的配方和结构，将这一缓慢的自然过程大幅加速并集中释放热量。其原理和关键要素如下：

1. 反应：铁的氧化

* 主要反应物：铁粉（Fe） （细粉末，提供巨大的反应表面积）。

* 氧化剂：氧气（O?） （来自空气）。

* 反应方程式：`4Fe + 3O? → 2Fe?O?` （生成三氧化二铁，即铁锈） + 热量。

* 这是典型的放热反应。铁粉越细，与氧气的接触面积越大，反应速率越快，产热越集中猛烈。

2. 加速与增效的关键组分：

* 水（H?O）：通常以无纺布包裹或预先加入少量水。水的作用至关重要：

* 电解质作用：溶解配方中的盐形成离子，显著提高体系的导电性。

* 形成原电池：水与铁粉、活性炭等接触，形成无数微小原电池，加速铁的氧化（电化学腐蚀）。

* 参与反应：在潮湿环境下，铁更易发生氧化反应。

* 活性炭（C）：

* 吸附氧气：巨大的比表面积能快速吸附并富集大量空气中的氧气，源源不断供给铁粉反应。

* 分散作用：防止铁粉结块，保持疏松多孔结构，利于氧气和水汽渗透扩散。

* 形成原电池：与铁粉接触，作为阴促进电化学腐蚀。

* 氯化钠（NaCl，）：

* 电解质：溶于水后提供离子（Na?, Cl?），显著增强溶液的导电性，加速电化学腐蚀过程，是反应速率的关键催化剂。

* 降低水的冰点：在低温环境下也能保证液态水存在。

* 蛭石：

* 保温储热：具有优异的吸水性、保水性和隔热性。它能吸收部分反应产生的水蒸气（或配方中的水），储存热量并缓慢释放，同时其疏松结构起到保温层作用，防止热量瞬间散失过快，延长发热时间，使温度更均匀持久。

* 物理支撑：防止内容物在运输中压实，保持透气性。

3. 反应启动与过程：

* 当用户撕开发热包外层（通常为不透气的塑料膜），将发热包放入自热食品盒底或暖手宝内胆中，加入冷水。

* 水迅速渗透无纺布，浸湿内容物（铁粉、活性炭、盐、蛭石等）。

* 盐溶解形成电解质溶液。

* 活性炭吸附大量空气（氧气）并分散在体系中。

* 铁粉在电解质溶液环境中，与活性炭形成无数微小原电池，同时活性炭富集的氧气直接参与氧化反应。

* 铁粉被迅速氧化成氧化铁（铁锈），并释放出大量热量（反应焓变）。

* 蛭石吸收部分水汽和热量，延缓热量散失，维持较长时间的温热状态。

* 反应产生的气体（主要是氢气 H?，在电化学腐蚀的阳反应 `Fe → Fe2? + 2e?` 和阴反应 `2H?O + 2e? → H? + 2OH?` 中产生）和水蒸气通过透气无纺布缓慢排出。

总结： 铁粉发热包的是利用铁氧化生锈的放热本质，通过使用细铁粉提供巨大反应面积，活性炭富集氧气，和水形成高导电电解质溶液加速电化学腐蚀，蛭石保温储热延长时效，终将缓慢的生锈过程转化为快速、可控、持久的集中发热。其温度可达90°C以上，并可持续数十分钟至数小时。